Produkcja modułu fotowoltaicznego (PV)

Transkrypt

1 Czyste energie 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!!! PLIKI Z WYKŁADAMI I INNE INFORMACJE DOSTĘPNE SĄ POD ADRESEM: home.agh.edu.pl/romus/oze/wyklady

3 Zalecana literatura Handbook of Photovoltaic Science and Engineering (2nd Edition) Edited by: Luque Antonio; Hegedus Steven 2011 John Wiley & Sons Biblioteka Główna AGH Książki Elektroniczne KNOVEL LIBRARY

4 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

5 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

6 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

7 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

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

9 Testowanie krzemowego polikrystalicznego ogniwa fotowoltaicznego na symulatorze Słońca

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

11 Rodzaje paneli PV krzem monoktystaliczny źródło :

12 Rodzaje paneli PV krzem multiktystaliczny źródło :

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

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

15 Przekrój modułu fotowoltaicznego Krzem krystaliczny Krzem amorficzny Źródło:

16 Schemat linii produkcyjnej Źródło:

17 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)

18 Charakterystyka I/V modułu fotowoltaicznego STC

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

20 Maximum Power Point (MPP)

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

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

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

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

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

26 Współczynnik kształtu Fill Factor (FF)

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

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

29 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

30 Współczynnik kształtu Fill Factor (FF)

31 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

32 Dziękuję za uwagę!!!