Năng lượng mặt trời quang điện

Chia sẻ bài báo này với bạn bè của bạn:

Năng lượng mặt trời quang điện

Người ta ước tính rằng ở các vĩ độ của Pháp là khoảng 45 ° năng lượng có thể sử dụng tiềm năng của mặt trời là 1500kwh / m² mỗi năm.

Xem Bản đồ Hải đồ PhápDNI chiếu xạ mặt trời từ Pháp.

Với sản lượng hiện tại khoảng 10 đến 15% chúng ta nhận được từ 150 đến 225kwh / m².an.


Tấm pin mặt trời được gọi là "không tích hợp".

Nguyên lý hoạt động của quang điện

Một tế bào quang điện bao gồm các vật liệu bán dẫn. Chúng có khả năng biến đổi năng lượng do mặt trời cung cấp thành điện tích vì điện do ánh sáng mặt trời kích thích các điện tử của các vật liệu này. Đường cong hấp thụ của các vật liệu này bắt đầu ở các bước sóng thấp đến một bước sóng giới hạn là 1,1 micromet cho silic.

Silicon là thành phần chính của một tế bào quang điện.

Vật lý của một photocell (từ trang web CEA)


Sơ đồ hoạt động của một photocell.

Silicon đã được lựa chọn để tạo ra các tế bào quang điện mặt trời cho các tính chất điện tử của nó, đặc trưng bởi sự có mặt của bốn điện tử trên lớp ngoại vi của nó (cột IV của bảng Mendeleyev). Trong silic rắn, mỗi nguyên tử được liên kết với bốn hàng xóm, và tất cả các điện tử trong lớp ngoại vi tham gia vào các liên kết. Nếu một nguyên tử silic được thay thế bởi một nguyên tử của cột V (ví dụ như photpho), một trong các electron không tham gia vào các liên kết; do đó anh ta có thể di chuyển trong mạng. Có dẫn bởi một điện tử, và chất bán dẫn được nói đến n-loại pha tạp. Trái lại, nếu một nguyên tử silic được thay thế bởi một nguyên tử của cột III (ví dụ boron), một electron bị mất tích để tạo ra tất cả các liên kết, và một điện tử có thể lấp đầy khoảng trống này. Người ta nói rằng có dẫn qua một lỗ, và chất bán dẫn được cho biết loại p-pha tạp. Các nguyên tử như boron hoặc phốt pho là các chất silic.

Khi một chất bán dẫn loại n được tiếp xúc với chất bán dẫn loại p, các điện tử dư thừa trong vật liệu n sẽ khuếch tán vào vật liệu p. Diện tích pha tạp ban đầu n trở nên tích điện dương, và khu vực pha tạp ban đầu p trở nên tích điện âm. Do đó, một điện trường được tạo ra giữa các vùng n và p, có xu hướng đẩy các electron vào vùng n và cân bằng được thiết lập. Một đường giao nhau đã được tạo ra, và bằng cách thêm các địa chỉ liên lạc bằng kim loại trên các vùng n và p, nó là một diode thu được.
Khi diode này được thắp sáng, các photon được hấp thụ bởi vật liệu và mỗi photon sinh ra một điện tử và một lỗ (chúng ta nói đến cặp lỗ điện tử). Các đường giao nhau của diode tách các điện tử và các lỗ, tạo ra sự khác biệt tiềm năng giữa các tiếp xúc n và p, và một dòng điện chảy nếu một điện trở được đặt giữa các tiếp điểm của diode (hình).

Các công nghệ hiện có trên thị trường.

Các mô đun hiện tại được phân biệt theo loại silicon mà họ sử dụng:



  • silicon đơn tinh thể: các cảm biến quang điện được tạo ra dựa trên các tinh thể silicon đóng gói trong một bao plastic.
  • silic đa tinh thể: cảm biến quang điện được chế tạo dựa trên silic polycrystals, ít tốn kém hơn so với silic monocrystalline, nhưng cũng có năng suất thấp hơn một chút. Những polycrystals này thu được bằng cách làm tan phế liệu silicon có chất lượng điện tử.
  • silic vô định hình: tấm "trải rộng" được làm bằng silicon vô định hình với năng lượng sinh lực cao và được trình bày trong dải linh hoạt cho phép tích hợp kiến ​​trúc hoàn hảo.

Các nhà xây dựng tế bào.

Năm công ty lớn nhất sản xuất pin quang điện chia sẻ 60% thị trường thế giới. Các công ty này bao gồm các công ty Nhật Bản Sharp và Kyocera, các công ty Hoa Kỳ BP Solar và Astropower, và RWE Schott Solar của Đức. Nhật Bản sản xuất gần một nửa số tế bào quang điện trên thế giới.

Ứng dụng năng lượng mặt trời

Hiện tại, các khu vực sử dụng chính là nhà ở riêng biệt mà còn cho các thiết bị khoa học như địa chấn.

Khu vực đầu tiên sử dụng năng lượng này là miền không gian. Thực tế, gần như tất cả năng lượng điện của vệ tinh được cung cấp bởi quang điện (một số vệ tinh sẽ có động cơ nhỏ xi lanh).

lợi ích

  • Không gây ô nhiễm điện năng sử dụng và là một phần của nguyên tắc phát triển bền vững,
  • Nguồn năng lượng tái tạo vì không thể kéo dài trên quy mô con người,
  • Có thể được sử dụng ở các nước đang phát triển nếu không có mạng lưới điện lớn hoặc ở các khu vực biệt lập như núi, nơi không thể kết nối với lưới điện quốc gia.


Ví dụ về nguồn cung cấp điện riêng biệt, một máy đo địa chấn được cung cấp bởi bảng quang điện của núi lửa Soufriere ở Guadeloupe.

nhược điểm

  • Chi phí quang điện mặt trời cao vì nó xuất phát từ công nghệ cao,
  • chi phí phụ thuộc vào công suất đỉnh điểm, chi phí hiện tại của đỉnh watt là khoảng 3,5 € khoảng 550 € / m² của pin mặt trời,
  • năng suất hiện tại của các tế bào quang điện vẫn còn khá thấp (xấp xỉ% 10% đối với công chúng) và do đó chỉ cung cấp điện năng yếu,
  • thị trường rất hạn chế nhưng đang phát triển
  • Sản lượng điện chỉ trong ngày, trong khi nhu cầu mạnh nhất là vào ban đêm.
  • việc lưu trữ điện là một điều rất khó khăn với các công nghệ hiện tại (chi phí điện sinh học rất cao),
  • tuổi thọ: 20 để 25 năm, sau khi silicon "crystalizes" và làm cho tế bào không sử dụng được,
  • sản xuất ô nhiễm: một số nghiên cứu cho rằng năng lượng được sử dụng để sản xuất tế bào không bao giờ có lợi nhuận trong suốt 20 năm sản xuất,
  • Tương tự như vậy vào cuối cuộc đời: việc tái chế các tế bào đặt ra vấn đề môi trường.

Read more:
- Cân bằng năng lượng của quang điện mặt trời
- Bản đồ lĩnh vực năng lượng mặt trời Pháp
- Các hệ thống năng lượng mặt trời quang điện tích hợp trong tòa nhà (tài liệu CEA)


Nhận xét trên Facebook

Để lại một bình luận

địa chỉ email của bạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *