celula fotovoltaicăsoi

8/6/2019 Celula fotovoltaicSOI

1/14

Celula fotovoltaicCelula fotovoltaic

CONDUC TOR, MASTERAND,Prof.dr.ing Emil VOICULESCU Sergiu-R zvan C UCEAN

Eseu de semestru

UNIVERSITATEA TEHNIC DIN CLUJ-NAPOCAFACULTATEA DE ELECTRONIC , TELECOMUNICA II I

TEHNOLOGIA INFORMA IEI


2/14

ConCon inut inut

Scurt istoricEfectul fotovoltaic + principiul de func ionare

Caracteristicile celulelor fotovoltaiceTipuri de celule fotovoltaiceAvantaje vs. DezavantajeAplica ii + noi tendin eConcluzii


3/14

Scurt istori c Scurt istori c Efectul fotovoltaic, a fost descoperit de fizicianul francez Alexandre-Edmond Becquerel, n anul 1839n 1893 a fost confec ionat prima celul solar care producea electricitate;Albert Einstein n 1905 cnd cu ajutorul teoriei cuantice a explicat dualitatealuminii;Descoperirea n anul 1949 a jonc iunii p-n;Fabricarea primei celule solare n 1954 n laboratoarele firmei americane Bell;Firma Bell prin contribu ia domnilor Chapin, Fuller i Pearson a dezvoltat n1953 primele celule solare din siliciu;n 1973 Lindmayer i Ellison au confec ionat a a numita celul mov ce aveaun randament de 14 %;n 1981 un avion ac ionat de energie solar a traversat Canalul Mnecii.ntre timp Green precum i speciali tii de la Universitatea Stanford i cei de la

Telefunken au dezvoltat celule solare cu un randament de peste 20 %.


4/14

Efe ctul f otovoltai c + prin cipiul d e Efe ctul f otovoltai c + prin cipiul d e

f un c f un c ionar eionar eO celul fotovoltaic este format dintr-o jonc iunesemiconductoare p-n prev zut cu o pereche de contactemetalice plasate pe cele dou suprafe e libere ale

jonc iunii. n urma difuziei purt torilor mobili de sarcin ,

din regiunea n care sunt majoritari n cealalt regiune, nvecin tatea jonc iunii apare un strat de sarcin spa ial care produce un cmp electric orientat de la regiunea n c treregiunea p.Sub ac iunea luminii n regiunile semiconductoare se

genereaz perechi goluri-electroni; sub ac iunea cmpuluielectric al jonc iunii, golurile se deplaseaz c tre contactulmetalic plasat pe regiunea p, iar electronii c tre cel laltcontact metalic. ntre cele dou contacte apare astfel otensiune electric , fenomen numit efect fotovoltaic .


5/14

P rin cipiul d e f un c P rin cipiul d e f un c ionar eionar e


6/14

Cara ct eristi cil e celul elor Cara ct eristi cil e celul elor

f otovoltai ce f otovoltai ceCele mai importante caracteristici alecelulelor fotovoltaice sunt ca i n cazul

bateriilor:Tensiunea;Intensitatea curentului electric;Puterea electric

Tensiunea util a celulelor fotovoltaice,ca i intensitatea curentului electricasigurat, depind semnificativ de naturamaterialului semiconductor utilizat lafabrica ie, ca i de dimensiunile acestor celule .Puterea electric a celulelor fotovoltaice se calculeaz ca produsdintre tensiunea U i intensitateacurentului electric I, avnd n vedere caceste echipamente genereaz curentcontinuu.


7/14

T ipuri d e celul e f otovoltai ceT ipuri d e celul e f otovoltai ceCelule pe baz de Si

monocristaline; policristaline;amorfe.

Semiconductoare pe baz de elemente din grupa III-V (GaInP/GaAs, GaAs/Ge)Semiconductoare pe baz de elemente din grupa II-VI (CdTe)Celule CIS, CIGS (Cupru-Indiu-Diselenid )Celule solare pe baz de compu i organiciCelule pe baz de pigmen iCelule cu electrolit semiconductor

Celule pe baz de polimeri

Eficien a teoretic i nivelul barierei energetice


8/14

A vantaj e vs. Dez avantaj e A vantaj e vs. Dez avantaj e

Fiabilitate ridicat , durat mare de viai func ionare, aproximativ 25 de ani ;

Se amortizeaz n timp;

Cheltuieli curente mici;

Ecologice ;

Inepuizarea sursei ;

Asigur energie electric n zoneleizolate, n zonele montane care nu au

acces la re eaua de furnizare a energieielectrice;

Tehnologie f r poluare sonor .

Necesit expunere solar ;

Necesit sisteme de nmagazinare aenergiei;

Costuri ridicate la instalare;

Poluare atmosferic : producerea deenergie electric cu ajutorul panourilor solare produce C O2, la fel ca n cazulgazului, c rbunelui i petrolului.Deosebirea const n cantitate: putemcalcula ca n condi ii normale,

producerea unui kWh de energie

electric prin intermediul panourilor solare duce la eliberarea a 70-150grame de C O2 n atmosfera. Pe de alt

parte, gaz-ul elibereaz 450 grame iar carbunele 850 de grame, la producereaacelea i cantit i de energie.


9/14

A pli ca A pli ca ii ii celul e/ panouri solar ecelul e/ panouri solar e


10/14

A pli ca A pli ca ii ii celul e/ panouri solar ecelul e/ panouri solar e


11/14

S ist em clasi c f otovoltai c S ist em clasi c f otovoltai c insular insular

( S tand A

lon e( S tand A

lon e Syst em) Syst em)Un sistem clasic fotovoltaic insular (Stand Alone System) este alcatuit din urmatoarelecomponente:

panouri fotovoltaice,regulatorul de incarcare al bateriilor,grupul de baterii de 12, 24 sau 48 V DCinvertor, ce tranforma curentul continuu DC in curent alternativ AC, necesar consumatorilor casnici.


12/14

S ist eme con ectat e la r e S ist eme con ectat e la r e ea (Grid ea (Grid--

conn ect ed s yst em s )conn ect ed s yst em s )Aceste sisteme sunt utilizate n zone cu energie electric . n principiu energia produsde panourile solare este livrat n re eaua na ional i n acela i timp folosit pentruaplica iile casnice. Aceste sisteme permit reducerea semnificativ a costurilor cu energiaelectric consumat dar presupun o investi ie ini ial care se va amortiza n timp .


13/14

N oi t endin e N oi t endin e

F ibr el e as cuns e (hidd en f ibers ) acapar ea z energia solar (arti col din AB C Sci ence 10 N oi em bri e 2009 )C elul el e solar e au ob inut un nou r ecord (arti col din AB C Sci ence 26 A ugust 2009 )

C elul el e f otovoltai ce din plasti c (arti col din Liv e Sci ence 12d ecem bri e 2008 )V om avea trotuar e din celul e f otovoltai ce (arti col din Cl eanT echni ca 2 D ecem bri e 2008 )C elul el e f otovoltai ce s feri ce (arti col din T ech.co.uk 22 N oi em bri e

2007 )I lum inat cu L E D uri f olosind energia ob inut d e la panouril e solar e (id ee personal d e persp ectiv )


14/14

Con clu z ii Con clu z ii n ciuda pre ului i a dependen ei de factorii externi, panourile solaresunt o solu ie pentru viitor. Acest lucru este dovedit i de cre terea deaprope 50% nregistrat n num rul de astfel de sisteme folosite peglob, n fiecare an din 2002 ncoace. Procentul utiliz rii energiei solareeste n continuare minuscul, estimnd c va ajunge la 0,40% n 2010.ns pe viitor, odat cu dezvoltarea tehnologiei i mic orarea costurilor ini iale, panourile fotovoltaice vor deveni cu siguran din ce n ce maiutilizate.

celula fotovoltaicăsoi

Documents