Fotovoltaico Energia Solare

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solare fotovoltaico

Si stima che le latitudini della Francia circa 45 ° energetico potenzialmente utilizzabile da sole è un anno 1500kwh / m².

Vedi la mappa ensoillement Francese eradiazione solare DNI di Francia.

Con i rendimenti attuali circa 10 al 15% è ottenuto a 150 225kwh / m².an.


I cosiddetti pannelli solari "non integrati".

PV Principio di funzionamento

Una cella fotovoltaica è composto di materiali semiconduttori. Questi sono in grado di trasformare l'energia fornita dal sole in carico elettrico così elettricità perché la luce solare eccita gli elettroni di questi materiali. La curva di assorbimento di questi materiali comincia basse lunghezze d'onda fino a una lunghezza d'onda di confine che è 1,1 micrometri per silicone.

Il silicio è il componente principale di una cella fotovoltaica.

Fisica di una cellula fotoelettrica (dal sito CEA)


Schema di funzionamento di una cellula fotoelettrica.

Silicone è stato scelto per le celle solari fotovoltaiche per le sue proprietà elettroniche, caratterizzati dalla presenza di quattro elettroni nel suo guscio più esterno (colonna IV della tabella Mendeleev). In silicio solido, ogni atomo è legato a quattro vicini, e tutti gli elettroni del guscio più esterno partecipare legami. Se un atomo di silicio è sostituito da un atomo dalla colonna V (fosforo, per esempio), uno degli elettroni non partecipa legami; si può quindi muoversi in rete. Ci conduzione di elettroni, e il semiconduttore è detto drogato di tipo n. Se invece un atomo di silicio è sostituito da un atomo di colonna III (boro per esempio), manca un elettrone di effettuare tutti i collegamenti, e un elettrone può venire colmare questa lacuna. Diciamo che c'è conduzione attraverso un foro, e il semiconduttore viene detto tipo p drogato. Atomi come boro o fosforo drogaggio del silicio.

Quando un semiconduttore di tipo N viene portato a contatto con un semiconduttore di tipo P, elettroni in eccesso nel materiale n diffondono nel materiale p. L'area inizialmente drogato n si carica positivamente e zona p inizialmente drogato diventa carica negativa. Si crea quindi un campo elettrico tra le zone nep, che tende a spingere elettroni nella zona ed è stabilito un equilibrio. Una giunzione è stato creato, e aggiungendo contatti metallici sulla nep è un diodo che si ottiene.
Quando questo LED è illuminato, fotoni vengono assorbiti dal materiale e ogni fotone dà luogo a un elettrone e un foro (noto come coppia elettrone-lacuna). La giunzione del diodo separa gli elettroni e lacune, creando una differenza di potenziale tra i contatti N e P, e scorre una corrente se un resistore è posizionato tra i contatti del diodo (Figura).

le tecnologie disponibili.

I moduli attuali differiscono a seconda del tipo di silicio che utilizzano:

  • monocristallo di silicio: le celle fotovoltaiche sono basati su cristalli di silicio incapsulati in un involucro di plastica.
  • silicio policristallino: Le celle fotovoltaiche sono basati su policristalli silicio, meno costosi da produrre rispetto silicio monocristallino, ma hanno anche una resa leggermente inferiore. Questi policristalli sono ottenuti dalla fusione di rottami di silicio di grado elettronico.
  • silicio amorfo: i pannelli "diffusi" sono realizzati con silicio amorfo ad alto potere energizzante e presentati in strisce flessibili che permettono una perfetta integrazione architettonica.

produttori di celle.

Le cinque più grandi aziende produttrici di celle fotovoltaiche condividono 60% del mercato globale. Queste aziende giapponesi Sharp e Kyocera, società BP Solar USA e Astropower, e la tedesca RWE Schott Solar. Giappone produce quasi metà delle celle fotovoltaiche nel mondo.

Le applicazioni di energia solare

Attualmente le principali aree di applicazione sono abitazioni isolate, ma anche per i dispositivi scientifici, come sismografi.

La prima zona ad aver usato questa energia è il campo spazio. Infatti, tutti i satelliti quasiement energia elettrica è fornita dal fotovoltaico (alcuni satelliti hanno piccoli motori Stirling).

benefici

  • Elettricità pulita da usare e fa parte del principio dello sviluppo sostenibile,
  • fonte di energia rinnovabile inesauribile a misura d'uomo,
  • Essere utilizzato in paesi senza una significativa lo sviluppo della rete dei canali o in luoghi remoti come in montagna dove non è possibile collegare alla rete elettrica nazionale.


Esempio di potere-grid, alimentato da un pannello fotovoltaico sismografo del vulcano Soufriere in Guadalupa.

svantaggi

  • costo fotovoltaico è alta perché viene da high-tech,
  • Il costo dipende dalla potenza di picco, il costo attuale di watt di picco è di circa 3,5 550 circa € € / mq di celle solari,
  • l'efficienza corrente delle celle fotovoltaiche rimane piuttosto bassa (circa il 10% per il grande pubblico) e fornisce quindi solo a bassa potenza,
  • molto limitato, ma mercato in crescita
  • produzione di energia elettrica è fatto solo il giorno in cui il più grande domanda è la notte
  • stoccaggio di elettricità è qualcosa di molto difficile con le tecnologie attuali (econological molto elevato costo delle batterie)
  • Durata: 20 a 25 anni, dopo che il silicio "cristallizza" e rende inutilizzabile la cella,
  • la produzione di inquinamento: alcuni studi sostengono che l'energia utilizzata per la produzione di cellule mai fatte redditizio durante 20 anni di produzione,
  • La stessa estremità del riciclo vita delle cellule pone problemi ambientali.

Altro:
- bilancio energetico di impianti solari fotovoltaici
- Mappa francese del campo solare
- Nei sistemi fotovoltaici Building Integrated (documento CEA)

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