Energia Solar Fotovoltaica

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solar fotovoltaica

Estima-se que latitudes de França aproximadamente 45 ° energia potencialmente utilizável a partir do sol é um ano 1500kwh / m².

Veja o mapa ensoillement Francês eDNI radiação solar da França.

Com rendimentos atuais aproximadamente 10 para 15% é obtida em 150 225kwh / m².an.


Painéis solares "não integrados".

PV Princípio de Funcionamento

Uma célula fotovoltaica é constituída por materiais semicondutores. Estes são capazes de transformar a energia fornecida pelo sol na carga eléctrica, assim, porque a luz solar de energia elétrica excita os electrões destes materiais. A curva de absorção destes materiais baixos comprimentos de onda começa-se a um comprimento de onda limite que é 1,1 micrómetros para silício.

O silício é o principal componente de uma célula fotovoltaica.

Física de uma célula foto-eléctrica (da página do CEA)


Diagrama de funcionamento de uma célula fotoeléctrica.

O silicone foi escolhido para as células solares fotovoltaicas para as suas propriedades electrónicas, caracterizados pela presença de quatro electrões na sua camada mais externa (coluna IV da tabela de Mendeleev). No silicone sólido, cada átomo está ligado a quatro vizinhos, e todos os elétrons da camada mais externa participar nos títulos. Se um átomo de silício é substituído por um átomo de coluna de V (de fósforo, por exemplo), um dos electrões não participam em ligações; ele pode, assim, mover-se na rede. Há electrões por condução, e o semicondutor é dito dopado tipo-n. Se em vez de um átomo de silício é substituído por um átomo de coluna III (boro, por exemplo), ela não tem um elétron para realizar todas as ligações, e um elétron pode vir preencher esta lacuna. Dizemos que há condução através de um furo, e o semicondutor é dito P-dopado tipo. Os átomos, tais como boro ou fósforo são dopagem de silício.

Quando um semicondutor do tipo n é posto em contacto com um semicondutor do tipo p, excesso de electrões no material n se difundem para o material de p. A área inicialmente dopado n fica carregado positivamente e a área P inicialmente dopado fica carregada negativamente. É, portanto, cria um campo eléctrico entre as zonas N e P, o que tende a empurrar electrões na zona e um equilíbrio é estabelecido. A junção foi criado, e adicionando contatos de metal no N e P é um diodo que é obtido.
Quando este LED está aceso, os fótons são absorvidos pelo material e cada fóton dá origem a um elétron e um furo (conhecido como par elétron-buraco). A junção do diodo separa os electrões e os orifícios, criando uma diferença de potencial entre os contactos de N e P, e uma corrente flui se um resistor é colocado entre os contactos do díodo (Figura).

as tecnologias disponíveis.

módulos atuais diferem de acordo com o tipo de silício que eles usam:

  • de silício de cristal único: as células fotovoltaicas são baseados em cristais de silício encapsuladas num invólucro de plástico.
  • silício policristalino: As células fotovoltaicas são baseados em silício, policristais menos caros de fabricar do que o silício monocristalino, mas também tem um rendimento ligeiramente inferior. Estes policristais são obtidas pela fusão de sucata de silício grau eletrônico.
  • Silício amorfo: os painéis "espalhados" são feitos com silício amorfo com alta potência de energia e apresentados em tiras flexíveis, permitindo uma perfeita integração arquitetônica.

fabricantes de celulares.

As cinco maiores empresas de fabricação de células fotovoltaicas compartilhar 60% do mercado global. Estas empresas japonesas da Sharp e Kyocera, empresas BP Solar dos Estados Unidos e Astropower, ea alemã RWE Schott Solar. Japão produz quase metade das células fotovoltaicas do mundo.

Aplicações da energia solar

Atualmente, as principais áreas de aplicação são habitações isoladas, mas também para aparelhos científicos, como sismógrafos.

A primeira área a ter usado essa energia é o campo espaço. Com efeito, todos os satélites quasiement energia eléctrica é fornecida pela fotovoltaica (alguns satélites têm pequenos motores Stirling).

benefícios

  • Eletricidade limpa de usar e faz parte do princípio do desenvolvimento sustentável,
  • fonte de energia renovável como inesgotável em uma escala humana,
  • Ser usado em países sem desenvolvimento significativo grelha de canais ou em locais remotos, como na montanha, onde não é possível conectar à rede nacional.


Exemplo de power-grade, alimentado por um painel fotovoltaico sismógrafo do vulcão Soufriere em Guadalupe.

desvantagens

  • custo PV é alto porque se trata de alta tecnologia,
  • Custo depende da potência de pico, o custo atual de watt de pico é de cerca de cerca de € € / m² 3,5 550 de células solares,
  • a eficiência atual de células fotovoltaicas permanece relativamente baixa (cerca de 10% para o público em geral) e, portanto, oferece única baixa potência,
  • muito limitado, mas crescente mercado
  • produção de electricidade é feita apenas no dia em que a maior demanda é a noite
  • armazenamento de eletricidade é algo muito difícil com as tecnologias atuais (econological muito alto custo das baterias)
  • vida: 20 para 25 anos, após o silício "cristalizar" e torna a célula inutilizável,
  • fabricação de poluição: alguns estudos afirmam que a energia utilizada para fabricar as células nunca fizeram rentável durante 20 anos de produção,
  • O mesmo objectivo de reciclagem de vida das células coloca problemas ambientais.

mais:
- balanço energético da energia solar fotovoltaica
- mapa francês do campo solar
- Nos sistemas fotovoltaicos de construção integrada (documento CEA)

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