Fotovoltaisk solenergi


Del denne artikkelen med vennene dine:

Fotovoltaisk sol

Det er anslått at ved breddegrader i Frankrike handler om 45 ° er den potensielt anvendbare energien til solen 1500kwh / m² per år.

Se den franske kystkartskartet ogDNI solstråling fra Frankrike.

Med nåværende utbytter på rundt 10 til 15% kommer vi fra 150 til 225kwh / m².an.


Solpaneler kalt "ikke integrert".

Driftsprinsipp for fotovoltaikk

En fotovoltaisk celle består av halvledermaterialer. Disse er i stand til å transformere energien fra solen til elektrisk ladning så elektrisitet fordi sollyset spenner elektronene av disse materialene. Absorpsjonskurven til disse materialene starter ved lave bølgelengder opp til en begrensende bølgelengde som er 1,1 mikrometre for silisium.

Silisium er hovedkomponenten til en fotovoltaisk celle.

Fysikk av en fotocelle (fra CEA nettsted)


Diagram over drift av en fotocelle.

Silisium ble valgt for å lage solcellefotovoltaiske celler for sine elektroniske egenskaper, preget av tilstedeværelsen av fire elektroner på dets perifere lag (kolonne IV i Mendeleyev-tabellen). I fast silisium er hvert atom bundet til fire naboer, og alle elektronene i det perifere laget deltar i bindingene. Hvis et silisiumatom er erstattet av et atom av kolonne V (fosfor for eksempel), deltar en av elektronene ikke i bindingene; han kan derfor bevege seg i nettverket. Det er ledning av et elektron, og halvlederen sies dopet n-type. Hvis derimot et silisiumatom erstattes av et atom i kolonne III (bor for eksempel), mangler et elektron å lage alle bindingene, og et elektron kan fylle dette gapet. Det sies at det er ledning gjennom et hull, og halvlederen er sagt p-type dopet. Atomer som bor eller fosfor er dopanter av silisium.

Når en halvleder av n-typen bringes i kontakt med en halvleder av p-type, diffunderer elektronene i overskudd i materialet n inn i materialet p. Det opprinnelig dopede området n blir positivt ladet, og det opprinnelig p-dopede området blir negativt ladet. Et elektrisk felt er således opprettet mellom sonene n og p, som har en tendens til å avstøte elektronene i sonen n og en likevekt etableres. Et veikryss er opprettet, og ved å legge til metallkontakter på n og p-områdene er det en diode som er oppnådd.
Når denne dioden lyser, absorberes fotonene av materialet, og hver foton gir en elektron og et hull (vi snakker om elektronhullspar). Koblingen av dioden skiller elektronene og hullene, noe som gir opphav til en potensiell forskjell mellom kontaktene n og p, og en strøm flyter dersom en motstand er plassert mellom diodekontaktene (figuren).

Teknologier tilgjengelig på markedet.

De nåværende modulene utmerker seg i henhold til typen silisium de bruker:



  • Monokrystallinsk silisium: Fotovoltaiske sensorer er basert på silisiumkrystaller innkapslet i en plasthylse.
  • Polykrystallinsk silisium: Fotovoltaiske sensorer er basert på silikonpolykrystaller, som er billigere å produsere enn monokrystallinsk silisium, men som også har et litt lavere utbytte. Disse polykrystaller er oppnådd ved smelting av silisium av elektronisk kvalitet.
  • amorfe silisium: "spread" Panelene er laget med amorft silisium høy effekt energigivende og presentert i fleksible strimler for perfekt arkitektonisk integrering.

Cellbyggere.

De fem største selskapene som produserer fotovoltaiske celler deler 60% av verdensmarkedet. De inkluderer japanske selskaper Sharp og Kyocera, amerikanske selskaper BP Solar og Astropower, og Tysklands RWE Schott Solar. Japan produserer nesten halvparten av verdens fotovoltaiske celler.

Anvendelser av solenergi elektrisk energi

For tiden er de viktigste bruksområdene isolerte boliger, men også for vitenskapelige enheter som seismografer.

Det første området for å bruke denne energien er romdomenet. Faktisk er nesten all den elektriske energien til satellittene levert av fotovoltaisk (noen satellitter vil ha små omrøringsmotorer).

fordeler

  • Ikke-forurensende elektrisk energi til bruk og er en del av prinsippet om bærekraftig utvikling,
  • Kilde for fornybar energi fordi uuttømmelig på menneskelig skala,
  • Kan brukes enten i utviklingsland uten store strømnett eller på isolerte steder som fjell der det ikke er mulig å koble til det nasjonale elnettverket.


Eksempel på isolert strømforsyning, en seismograf drevet av fotovoltaisk panel av Soufriere vulkanen i Guadeloupe.

ulemper

  • Fotovoltaisk kostnad er høy fordi den kommer fra høyteknologi,
  • Kostnaden avhenger av toppstrømmen, den nåværende kostnaden for watt-toppen er omtrent 3,5 € er omtrent 550 € / m² solceller,
  • det nåværende utbyttet av fotovoltaiske celler forblir ganske lavt (ca. 10% for allmennheten) og gir således bare en svak kraft,
  • marked svært begrenset, men i utvikling
  • Elektrisitetsproduksjon er bare om dagen, mens den sterkeste etterspørselen er om natten.
  • lagring av elektrisitet er noe veldig vanskelig med dagens teknologi (svært høye økonomiske kostnader for batterier),
  • levetid: 20 til 25 år etter at silisiumet "krystalliserer" og gjør cellen ubrukelig,
  • Produksjon av forurensning: Noen studier hevder at energien som brukes til å produsere celler, aldri er lønnsom i 20 års produksjon,
  • På samme måte i slutten av livet: resirkulering av celler utgjør miljøproblemer.

Lær mer:
- Energibalanse av solcellefotovoltaisk
- Kart over fransk solfelt
- Fotovoltaiske solsystemer integrert i bygningen (CEA-dokument)


Facebook kommentarer

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket *