Energi matahari fotovoltaik

Bagikan artikel ini dengan teman Anda:

Surya fotovoltaik

Diperkirakan bahwa di garis lintang Prancis adalah tentang 45 ° energi matahari yang berpotensi dapat digunakan adalah 1500kwh / m² per tahun.

Lihat Peta Pantai Prancis danPenyinaran iradiasi DNI dari Perancis.

Dengan hasil saat ini tentang 10 to 15% yang kami dapatkan dari 150 ke 225kwh / m².an.


Panneaux solaires dits « non intégrés ».

Prinsip operasi fotovoltaik

Sel fotovoltaik terdiri dari bahan semikonduktor. Ini mampu mengubah energi yang diberikan oleh matahari menjadi muatan listrik sehingga listrik karena sinar matahari menggairahkan elektron dari bahan ini. Kurva absorpsi bahan ini dimulai pada panjang gelombang rendah hingga panjang gelombang yang membatasi yaitu mikrometer 1,1 untuk silikon.

Silikon adalah komponen utama dari sel fotovoltaik.

Fisika fotosel (dari situs CEA)


Diagram operasi fotosel.

Silikon dipilih untuk membuat sel fotovoltaik surya untuk sifat elektroniknya, yang ditandai dengan adanya empat elektron pada lapisan periferalnya (kolom IV tabel Mendeleyev). Dalam silikon padat, masing-masing atom terikat pada empat tetangga, dan semua elektron di lapisan perifer ikut serta dalam ikatan. Jika atom silikon digantikan oleh atom kolom V (fosfor misalnya), salah satu elektron tidak ikut serta dalam ikatan; Karena itu dia bisa bergerak dalam jaringan. Ada konduksi oleh elektron, dan semikonduktor dikatakan doped n-type. Jika, sebaliknya, atom silikon digantikan oleh atom kolom III (boron misalnya), elektron hilang untuk membuat semua ikatan, dan elektron dapat mengisi celah ini. Dikatakan bahwa ada konduksi melalui lubang, dan semikonduktor dikatakan p-type doped. Atom seperti boron atau fosfor adalah dopan silikon.

Bila semikonduktor tipe-n dibawa ke dalam kontak dengan semikonduktor tipe-p, elektron yang berlebih pada material n berdifusi ke dalam bahan p. Area yang awalnya didoping n menjadi bermuatan positif, dan daerah yang awalnya terisi menjadi muatan negatif. Medan listrik dibuat antara zona n dan p, yang cenderung untuk mengusir elektron di zona n dan sebuah ekuilibrium terbentuk. Sebuah persimpangan telah dibuat, dan dengan menambahkan kontak logam pada area n dan p, itu adalah dioda yang diperoleh.
Bila dioda ini menyala, foton diserap oleh bahan dan setiap foton melahirkan elektron dan lubang (kita berbicara tentang pasangan lubang elektron). Sambungan dioda memisahkan elektron dan lubang, sehingga menimbulkan perbedaan potensial antara kontak n dan p, dan arus mengalir jika resistor ditempatkan di antara kontak dioda (gambar).

Teknologi tersedia di pasaran.

Modul saat ini dibedakan sesuai dengan jenis silikon yang mereka gunakan:



  • silikon monocrystalline: sensor fotovoltaik didasarkan pada kristal silikon yang dienkapsulasi dalam amplop plastik.
  • silikon polikristalin: Sensor fotovoltaik didasarkan pada polikristal silikon, yang lebih murah untuk diproduksi daripada silikon monokristalin, namun juga memiliki hasil yang sedikit lebih rendah. Polikristal ini diperoleh dengan mencairnya potongan silikon kualitas elektronik.
  • silicium amorphe: les panneaux « étalés » sont réalisés avec du silicium amorphe au fort pouvoir énergisant et présentés en bandes souples permettant une parfaite intégration architecturale.

Pembangun sel

Lima perusahaan terbesar yang memproduksi sel fotovoltaik berbagi 60% dari pasar dunia. Mereka termasuk perusahaan Jepang Sharp dan Kyocera, perusahaan AS BP Solar dan Astropower, dan RWE Schott Solar dari Jerman. Jepang memproduksi hampir setengah dari sel fotovoltaik dunia.

Aplikasi energi tenaga surya

Saat ini bidang utama penggunaan adalah tempat tinggal yang terisolasi namun juga untuk perangkat ilmiah seperti seismograf.

Area pertama yang menggunakan energi ini adalah domain ruang. Memang, hampir semua energi listrik satelit disediakan oleh fotovoltaik (beberapa satelit memiliki mesin pengaduk kecil).

manfaat

  • Energi non-polusi listrik digunakan dan merupakan bagian dari prinsip pembangunan berkelanjutan,
  • Sumber energi terbarukan karena tak habis-habisnya pada skala manusia,
  • Dapat digunakan baik di negara berkembang tanpa jaringan listrik utama atau di lokasi terpencil seperti gunung dimana tidak memungkinkan untuk terhubung ke jaringan listrik nasional.


Contoh pasokan listrik terisolasi, seismograf yang didukung oleh panel fotovoltaik gunung berapi Soufriere di Guadeloupe.

kerugian

  • Biaya fotovoltaik tinggi karena berasal dari teknologi tinggi,
  • biaya tergantung pada daya puncak, biaya puncak watt saat ini adalah sekitar 3,5 € sekitar 550 € / m² sel surya,
  • hasil saat ini dari sel fotovoltaik tetap agak rendah (sekitar 10% untuk masyarakat umum) dan dengan demikian hanya memberikan kekuatan yang lemah,
  • Pasar sangat terbatas namun dalam pembangunan
  • Produksi listrik hanya di siang hari, sementara permintaan terkuat ada di malam hari.
  • penyimpanan listrik adalah sesuatu yang sangat sulit dengan teknologi saat ini (biaya ekonologis sangat tinggi dari baterai),
  • durée de vie : 20 à 25 ans, après le silicium « cristalise » et rend inutilisable la cellule,
  • polusi manufaktur: beberapa studi mengklaim bahwa energi yang digunakan untuk memproduksi sel tidak pernah menguntungkan selama tahun 20 produksi,
  • Demikian juga di akhir kehidupan: daur ulang sel menimbulkan masalah lingkungan.

Lainnya:
- Keseimbangan energi fotovoltaik surya
- Peta lapangan surya Prancis
- Sistem surya fotovoltaik terintegrasi ke dalam bangunan (dokumen CEA)


Umpan balik

Tinggalkan komentar

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Bidang yang harus diisi ditandai *