Projektowanie systemów PV. Produkcja modułu fotowoltaicznego (PV)

Transkrypt

1 Projektowanie systemów PV Wykład 3 Produkcja modułu fotowoltaicznego (PV) dr inż. Janusz Teneta C-3 pok. 8 (parter), romus@agh.edu.pl Wydział EAIiIB Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej AGH Kraków 2012

2 WAŻNE!!! Nowa regulacja prawna USTAWA z dnia Przepisy wprowadzające ustawę Prawo energetyczne, ustawę - Prawo gazowe oraz ustawę o odnawialnych źródłach energii

3 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

4 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

5 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

6 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

7 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

8 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

9 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

10 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

11 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

12 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

13 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

14 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

15 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

16 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

17 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

18 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

19 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

20 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

21 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

22 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

23 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

24 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

25 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

26 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

27 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

28 Przepisy przejściowe ustaw energetycznych

29 Ogniwo fotowoltaiczne Oświetlone złącze półprzewodnikowe generujące energię w oparciu o wewnętrzne zjawisko fotowoltaiczne (generacja pary elektron-dziura gdy energia fotonu jest większa od szerokości pasma zabronionego) λ max =hc/w g

30 Ogniwo fotowoltaiczne materiały Krzem Monokrystaliczny Multikrystaliczny Cienkowarstwowy (amorficzny) Inne: Arsenek galu GaAs Tellurek kadmu CdTe Si krystaliczny (c-si i mc-si) 90% Si amorficzny 9% GaAs i inne III-V CuInSe2 i pochodne 1% CdTe Materiał Eg [ev] [%] C-Si 1,15 24,4 A-Si:H 1,4-2,0 13,2 GaAs 1,4 27 Cu(In,Ga)Se 2 1,11 19,2 CdTe 1,50 15,8

31 Model fizyczny ogniwa fotowoltaiczengo Rs + Iph D Rsh V - I D =I 01 *{exp[q (V+R S * I ) / mkt] 1} I(V) = I ph (V + R s * I) / R sh - I D Gdzie: I D - natężenie ciemnego dyfuzyjnego prądu diody I 01 natężenie ciemnego dyfuzyjnego prądu nasycenia m współczynnik jakości diody

32 Produkcja monokrystalicznego fotoogniwa słonecznego Krzem metalurgiczny (polikryształ) Wyciąganie monokryształów Wycinanie z walca prostopadłościanu Cięcie na płytki 0.2 do 0.5mm Teksturyzacja powierzchni Dyfuzja fosforu Nanoszenie kontaktów i warstwy antyodblaskowej

33 Fazy procesu produkcyjnego fotoogniwa słonecznego źródło : Marek Butkowski Rynek technologii Słonecznych w Polsce, prezentacja

34 Testowanie krzemowego polikrystalicznego ogniwa fotowoltaicznego na symulatorze Słońca

35 Sposoby łączenia ogniw fotowoltaicznych Szeregowe Równoległe źródło : Jerzy Chojnacki Podstawy wykorzystania energii słonecznej, prezentacja

36 Rodzaje paneli PV krzem monoktystaliczny źródło :

37 Rodzaje paneli PV krzem multiktystaliczny źródło :

38 Rodzaje paneli PV moduły cienkowarstwowe źródło : First Solar Agua Caliente Arizona USA

39 Przekrój modułu fotowoltaicznego Odpowiednie połączenie pojedynczych komórek fotowoltaicznych w szeregi Masa wypełniająca Szyba przednia Tworzywo tylne Rama wzmacniająca

40 Przekrój modułu fotowoltaicznego Krzem krystaliczny Krzem amorficzny Źródło:

41 Schemat linii produkcyjnej Źródło:

42 Standard Test Conditions (STC) Natężenie promieniowania słonecznego: Widmo promieniowania słonecznego: Temperatura pracy modułu: 1000[W/m2] AM= C Dla warunków STC podaje się następujące parametry modułu: moc znamionową, napięcie układu otwartego (bez obciążenia), prąd zwarciowy modułu, optymalny punkt pracy (napięcie i prąd, przy których uzyskuje się z modułu moc znamionową)

43 Charakterystyka I/V modułu fotowoltaicznego STC

44 Normal (Nominal) Operating Cell Temperature NOCT NOCT -28%

45 Maximum Power Point (MPP)

46 Maximum Power Point (MPP) 3,12A 15,95V

47 Maximum Power Point (MPP) R=U/I= 5,11 ohm 3,12A 15,95V

48 Maximum Power Point (MPP) R=U/I= 5,11 ohm P=21,5W (-26%) 2,09A 10,3V

49 Maximum Power Point (MPP) R=U/I= 5,11 ohm P=2,45W (-73%) 0,7A 3,5V

50 Maximum Power Point Tracking (MPPT) Źródło: Luque A., Hegedus S.: Handbook of Photovoltaic Science and Engineering

51 Współczynnik kształtu Fill Factor (FF)

52 Współczynnik kształtu Fill Factor (FF) Isc=3,45A Uoc=21.6V

53 Współczynnik kształtu Fill Factor (FF) Isc=3,45A Impp=3,2A Umpp=17,3V Uoc=21.6V

54 Współczynnik kształtu Fill Factor (FF) Isc=3,45A Impp=3,2A FF = Im Um Isc Uoc FF = 0, 743 Umpp=17,3V Uoc=21.6V

55 Współczynnik kształtu Fill Factor (FF)

56 Współczynnik kształtu Fill Factor (FF) FF = Im Um Isc Uoc Isc=4,8A FF = 0, 575 Impp= 3,63A Umpp=18,1V Uoc=23,8V

57 Dziękuję za uwagę!!!