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