Projektowanie systemów PV Wykład 3 Produkcja modułu fotowoltaicznego (PV) dr inż. Janusz Teneta C-3 pok. 8 (parter), e-mail: romus@agh.edu.pl Wydział EAIiIB Katedra Automatyki i Inżynierii Biomedycznej AGH Kraków 2012
WAŻNE!!! Nowa regulacja prawna USTAWA z dnia Przepisy wprowadzające ustawę Prawo energetyczne, ustawę - Prawo gazowe oraz ustawę o odnawialnych źródłach energii
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
Przepisy przejściowe ustaw energetycznych
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
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
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
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
Fazy procesu produkcyjnego fotoogniwa słonecznego źródło : Marek Butkowski Rynek technologii Słonecznych w Polsce, prezentacja
Testowanie krzemowego polikrystalicznego ogniwa fotowoltaicznego na symulatorze Słońca
Sposoby łączenia ogniw fotowoltaicznych Szeregowe Równoległe źródło : Jerzy Chojnacki Podstawy wykorzystania energii słonecznej, prezentacja
Rodzaje paneli PV krzem monoktystaliczny źródło : http://www.ecvv.com, http://ledprince.in/ledprince
Rodzaje paneli PV krzem multiktystaliczny źródło : http://www.solars-china.com, http://www.sunlightelectric.com
Rodzaje paneli PV moduły cienkowarstwowe źródło : First Solar Agua Caliente Arizona USA http://www.made-in-china.com, http://www.brijfootcare.in/solar-technologies
Przekrój modułu fotowoltaicznego Odpowiednie połączenie pojedynczych komórek fotowoltaicznych w szeregi Masa wypełniająca Szyba przednia Tworzywo tylne Rama wzmacniająca
Przekrój modułu fotowoltaicznego Krzem krystaliczny Krzem amorficzny Źródło: http://xinology.com, http://www.nordson.com
Schemat linii produkcyjnej Źródło: http://xinology.com
Standard Test Conditions (STC) Natężenie promieniowania słonecznego: Widmo promieniowania słonecznego: Temperatura pracy modułu: 1000[W/m2] AM=1.5 25 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)
Charakterystyka I/V modułu fotowoltaicznego STC
Normal (Nominal) Operating Cell Temperature NOCT NOCT -28%
Maximum Power Point (MPP)
Maximum Power Point (MPP) 3,12A 15,95V
Maximum Power Point (MPP) R=U/I= 5,11 ohm 3,12A 15,95V
Maximum Power Point (MPP) R=U/I= 5,11 ohm P=21,5W (-26%) 2,09A 10,3V
Maximum Power Point (MPP) R=U/I= 5,11 ohm P=2,45W (-73%) 0,7A 3,5V
Maximum Power Point Tracking (MPPT) Źródło: Luque A., Hegedus S.: Handbook of Photovoltaic Science and Engineering
Współczynnik kształtu Fill Factor (FF)
Współczynnik kształtu Fill Factor (FF) Isc=3,45A Uoc=21.6V
Współczynnik kształtu Fill Factor (FF) Isc=3,45A Impp=3,2A Umpp=17,3V Uoc=21.6V
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
Współczynnik kształtu Fill Factor (FF)
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
Dziękuję za uwagę!!!