NOWE TECHNOLOGIE w FOTOWOLTAICE

Podobne dokumenty
Nowoczesna fotowoltaika Immergas - efektywne wytwarzanie prądu i ciepła

12. FOTOWOLTAIKA IMMERGAS EFEKTYWNE WYTWARZANIE PRĄDU I CIEPŁA

zasada działania, prawidłowy dobór wielkości instalacji, usytuowanie instalacji, produkcja energii w cyklu rocznym dr inż. Andrzej Wiszniewski

fotowoltaika Katalog produktów

WPŁYW POSTĘPU TECHNICZNEGO NA WYDAJNOŚĆ SYSTEMÓW FOTOWOLTAICZNYCH ML SYSTEM S.A.

FOTOWOLTAIKA KATALOG PRODUKTÓW

Technologia produkcji paneli fotowoltaicznych

Ogniwa fotowoltaiczne wykorzystanie w OZE

Instalacje fotowoltaiczne

Technologia ogniw monokrystalicznych wzbogaconych galem

Ogniwa fotowoltaiczne

SYSTEMY ENERGETYKI ODNAWIALNEJ B.22

BADANIA MODELOWE OGNIW SŁONECZNYCH

Sprawozdanie z laboratorium proekologicznych źródeł energii

Fotowoltaika i sensory w proekologicznym rozwoju Małopolski

Wykład: ENERGETYKA SŁONECZNA - FOTOWOLTAIKA

Wykład: ENERGETYKA SŁONECZNA - FOTOWOLTAIKA

Wiodąca na rynku technologia fotowoltaiczna i wiatrowa

MIKROINSTALACJA FOTOWOLTAICZNA 10KW

Instalacje fotowoltaiczne / Bogdan Szymański. Wyd. 6. Kraków, Spis treści

MOC WIELKA JAK NIGDY DOTĄD

Co to jest fotowoltaika? Okiem praktyka.

Symulacja generowania energii z PV

Wykład 5 Fotodetektory, ogniwa słoneczne

Złącze p-n. Stan zaporowy

Wykorzystanie energii ze słońca na przykładzie Gminy Wierzchosławice doświadczenia, budowa i eksploatacja.

Półprzewodnikami wykorzystywanymi w fotowoltaice, w zależności od technologii, są: krzem amorficzny,

SOLARNA. Moduły fotowoltaiczne oraz kompletne systemy przetwarzające energię słoneczną. EKOSERW BIS Sp. j. Mirosław Jedrzejewski, Zbigniew Majchrzak

LABORATORYJNE CENTRUM ROZWOJU TECHNOLOGII FABRYKA SYSTEMÓW WIATROWO-SŁONECZNYCH. Jawornik k/krakowa

Potencjał technologii Smart Wire i HJT oraz ich aplikacja w Polsce oraz na rynkach zagranicznych

Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

SYSTEMY FOTOWOLTAICZNE MONOKRYSTALICZNY PANEL FOTOWOLTAICZNY (OPIS I INSTRUKCJA OBSŁUGI)

Ogniwa fotowoltaiczne

MOBILNE STANOWISKO DO BADAŃ EFEKTYWNOSCI MODUŁÓW PV.

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE, Kraków, PL BUP 02/15

Które panele wybrać? Europe Solar Production sp. z o.o. Opracował : Sławomir Suski

PORADNIK INWESTORA. instalacje fotowoltaiczne Perez Photovoltaic

Słoneczny Ustroń Wydział Środowiska i Rolnictwa Urzędu Miasta Ustroń Ustroń, Rynek 1

Wykład 5 Fotodetektory, ogniwa słoneczne

Laboratorium z Konwersji Energii. Ogniwo Paliwowe PEM

108 Rozwiązania materiałowe, konstrukcyjne i eksploatacyjne ogniw fotowoltaicznych

PANELE I FARMY FOTOWOLTAICZNE (SOLARNE)

POŁĄCZEŃ SMARTWIRE Z OGNIWAMI HJT PRZYSZŁOŚCIĄ W BRANŻY FOTOWOLTAICZNEJ. (Alicja Jankowska, UTP Bydgoszcz) sierpień 2019

MINIELEKTROWNIE SŁONECZNE NA DACHACH SZKÓŁ W GM. GUBIN I BRODY

Ćwiczenie Nr 5. Badanie różnych konfiguracji modułów fotowoltaicznych

Badanie ogniwa fotowoltaicznego

Projektowanie systemów PV. Produkcja modułu fotowoltaicznego (PV)

PL B1. Johnson Peter Herbert, Solvesborg, SE BUP 18/10. PETER HERBERT JOHNSON, Solvesborg, SE

EUROPEJSKIE SŁONECZNE DNI ENERGIA SŁOŃCA FOTOWOLTAIKA TECHNOLOGIE, OPŁACALNOSĆ, REALIZACJE Centrum Innowacji i Transferu Technologii Uniwersytet

Typowe wady i możliwe uszkodzenia modułów fotowoltaicznych

Ćwiczenie E17 BADANIE CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH MODUŁU OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH I SPRAWNOŚCI KONWERSJI ENERGII PADAJĄCEGO PROMIENIOWANIA

Szczegóły budowy kolektora próżniowego typu HeatPipe. Część 1.

nowa jakość w fotowoltaice, kolektorach słonecznych, szklarniach oraz innych aplikacjach Szkło antyrefleksyjne (AR)

FOTOWOLTAIKA KATALOG PRODUKTÓW

Akademia Górniczo Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie Wydział IEiT. Ćwiczenie laboratoryjne Badanie modułu fotowoltaicznego

PREZENTACJA FIRMY RECONAL. Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

ZP Starogard Gd., dn r.

Część 1. Wprowadzenie. Przegląd funkcji, układów i zagadnień

IX Lubelskie Targi Energetyczne ENERGETICS 2016 Lublin, dnia 16 listopada 2016 roku

ZARABIAJ PRZEZ OSZCZĘDZANIE!

Oświetlenie ledowe: wszystko o trwałości LEDów

Cienkowarstwowe ogniwa słoneczne: przegląd materiałów, technologii i sytuacji rynkowej

Wprowadzenie do energii słonecznej i fotowoltaiki

Wykład 4 Energia słoneczna systemy PV

System Solarne stają się inteligentniejsze

Energia Słońca. Andrzej Jurkiewicz. Energia za darmo

Spis treści. Wykaz ważniejszych oznaczeń i jednostek 13 Przedmowa 17 Wstęp Odnawialne źródła energii 72

ENERGIA SŁONECZNA FOTOWOLTAIKA MODUŁ POLIKRYSTALICZNY - SI-ESF-M-P125-60

Badanie baterii słonecznych w zależności od natężenia światła

Energia emitowana przez Słońce

Wykład: ENERGETYKA SŁONECZNA - FOTOWOLTAIKA

Załącznik nr 7 WYMAGANE PARAMETRY TECHNICZNE MODUÓW FOTOWOLTAICZNYCH I FALOWNIKÓW

SZKOLENIE podstawowe z zakresu systemów fotowoltaicznych

Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych

Produkcja modułu fotowoltaicznego (PV)

Wykorzystanie fotowoltaicznych źródeł energii w branży rolno - spożywczej. dr inż. Maciej Sibiński

FOTOWOLTAIKA TWOJA WŁASNA ENERGIA ELEKTRYCZNA. innogy Polska S.A.

Najtańszy sposób na darmowe ogrzewanie, czyli folia grzewcza trzeciej generacji

Zalety oświetlenia LED. Oświetlenie LED

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Elektryczny Instytut Elektroenergetyki Zakład Elektrowni i Gospodarki Elektroenergetycznej

ANKIETA dotycząca montażu instalacji fotowoltaicznej. 1. Imię i nazwisko.. 2. Adres zameldowania.. 3. Adres zamieszkania. 4.

Zaawansowane systemy fotowoltaiczne. Wprowadzenie do energii słonecznej i fotowoltaiki

Badanie ogniw fotowoltaicznych

Ceny modułów PV Grodno S.A. 2014r.

E12. Wyznaczanie parametrów użytkowych fotoogniwa

SYSTEM SOLARNY kw GENESIS SOLAR INVERTER. on-grid

Rys.2. Schemat działania fotoogniwa.

Wykład 3 Energia słoneczna systemy PV

SPOTKANIE INFORMACYJNE

Wyciskamy z cytryny... prąd elektryczny. Wpisany przez Administrator środa, 04 lipca :26 -

Odnawialne źródła energii Autor : WFOŚiGW w Rzeszowie, Bożena Baran

Systemy solarne Główne metody konwersji EPS

Wydział Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki Katedra Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych.

ZAŁĄCZNIK NR 10 Symulacja uzysku rocznego dla budynku stacji transformatorowej

Ultra COOL Pigment. Trwałość, ochrona, komfort.

Badanie ogniw fotowoltaicznych

ZAŁĄCZNIK NR 09 Symulacja uzysku rocznego dla budynku garażowo-magazynowego

W związku z ogłoszonym przez Mazowiecką Jednostkę Wdrażania Programów Unijnych konkursem RPMA IP /16, Oś priorytetowa IV Przejście

OFERTA MONTAŻU BATERII SŁONECZNYCH CZYLI DARMOWA ENERGIA!!!

FOTOOGNIWA SŁONECZNE. Rys. 1 Moduł fotowoltaiczny cienkowarstwowy CIS firmy Sulfurcell typu STP SCG 50 HV (Powierzchnia ok.

Transkrypt:

NOWE TECHNOLOGIE w FOTOWOLTAICE Do wykorzystania mamy 46-51% energii słońca, która do nas dociera po odbiciu przez atmosferę, chmury i samą powierzchnię ziemi. W Polsce, rocznie suma energii słonecznej padająca na powierzchnię 1m 2 wynosi od 950-1250 kwh. Co oznacza, że ok.1000kwh energii średniorocznie możemy uzyskać z każdego m 2 powierzchni modułu fotowoltaicznego zainstalowanego na naszych dachach lub modułów wolnostojących. Ta wydajność jest przedmiotem badań i poszukiwania technologii, które pozwolą ją zwiększyć. Produkowane obecnie ogniwa fotowoltaicznie wykorzystują jedynie 9-15% tej energii. Najczęściej ogniwo zaczyna się od płytki krzemowej. Przechodzi przez kolejne procesy chemiczne, nakładanie różnych warstw na nią, co pozwala na wychwytywanie fotonów ze światła i konwersję na prąd elektryczny.

Warstwy składowe modułu: Płyta szklana Folia EVA Ogniwa z połączeniami Folia EVA Folia polimerowa TEDLAR W związku z dużym postępem technologicznym, naukowcy i producenci ogniw fotowoltaicznych wciąż prowadzą badania, jak podwyższyć ich sprawność. Ponieważ tradycyjna architektura modułów fotowoltaicznych nie nadąża za wyraźnie wzrastająca wydajność ogniw, również producenci modułów fotowoltaicznych poszukują lepszych rozwiązań, by ich sprawność i odporność na warunki atmosferyczne były lepsze. Tradycyjne ogniwa łączy się w temperaturze dochodzącej do 800 o C w procesie sieciowania siatką linii lutowniczych z wykorzystaniem srebra. Potem takie ogniwa o grubości ~140 mikronów łączone są w temperaturze ~230 o C za pomocą wstążek lutowniczych srebra (technologia bus bar )w moduły. Wydajność modułu w praktyce nie jest w 100% wprost proporcjonalna do wydajności ogniw połączonych szeregowo w matrycę elektryczną. Straty konwersji ogniw w module produkowanym w tradycyjnej technologii bus bar są na poziomie 3-5%. Poza tym gęstość siatki połączeń, która odpowiada za transport elektronów w ogniwie jest dziś w tradycyjnej technologii typu bus bar przy trzech ścieżkach lutowniczych na poziomie 165 punktów w pojedynczym ogniwie, co nie jest wystarczające dla nowej generacji, bardzo wydajnych ogniw, jak np. ogniwa HIT czy HJT. Poniżej, z lewej strony mamy ogniwa oparte na tradycyjnej technologii bus bar. Z prawej nowa technologia Smart Wire TM, gdzie wydajność modułu jest w 100% wprost proporcjonalna do sumarycznej wydajności pojedynczych ogniw dzięki zastosowaniu nowej architektury matrycy fotoelektrycznej.

Jest to związane przede wszystkim z wysoką odpornością na mikro uszkodzenia, niższą rezystancją elektryczną i wyższą absorpcją światła przez matrycę, co niweluje inne straty związane z konwersją ogniw w moduł. Dodatkowo gęstość siatki połączeń (widoczna na prawym rys.), która odpowiada za transport elektronów w ogniwie, jest na poziomie 2000 punktów w pojedynczym ogniwie. Jest to 12-krotnie lepszy wynik. Rezultatem tego jest wzrost efektywności i żywotności instalacji fotowoltaicznych. Mikropęknięcia, które w tradycyjnej technologii są zmorą instalacji PV, dzięki nowym technologiom mogą być praktycznie wyeliminowane. Poniżej: z lewej obecna technologia, z prawej nowa.

Dużo niższa temperatura produkcji modułów (ok. 140 o C) w której następuje adhezja sieci miedzianych mikro-włókien z powierzchnią ogniw, minimalizuje stres termiczny a tym samym pękanie krzemu. Natomiast w przypadku, gdy ogniwa w procesie produkcji mają już mikropęknięcia (co jest bardzo częste), mimo to ich wszystkie fragmenty są w 100% aktywną częścią matrycy, bez negatywnego wpływu na pozostałe ogniwa znajdujące się w module. Jest to możliwe tylko dzięki innowacyjnej architekturze matrycy i łączącej ja sieci mikro-włókien. Dzięki lepszej reakcji matrycy Smart Wire TM na światło rozproszone oraz znikomej wrażliwości tej matrycy na cień padający na nią, można nawet na dotychczas produkowanych ogniwach uzyskać ponad 10% więcej kwh z każdego kwp. Producenci modułów fotowoltaicznych mogą tak zaprojektować połączenia pojedynczych ogniw w matrycy fotoelektrycznej siecią mikro-włókien, aby ich wrażliwość na padający cień była minimalna. Wtedy strata na produkcji prądu ogranicza się do niewielkiego obszaru w pobliżu zacienionego miejsca a nie do całej, aktywnej powierzchni modułu. Okrągły kształt włókien powoduje dodatkowe odbijanie się światła i jego wyższą absorpcję.

Technologia Smart Wire może być rozwiązaniem dla wielu wyzwań, przed którym stoi dziś przemysł fotowoltaiczny. Jest to głównie technologia matrycy fotoelektrycznej, teoretycznie kompatybilna z wszystkimi typami standardowych ogniw krystalicznych oraz nowych ogniw hybrydowych, które są dziś znane i stosowane na świecie. Dzięki ograniczeniu w procesie produkcji o ok. 80% udziału srebra, daje potencjał zmniejszenia kosztów produkcji. Ponadto może doprowadzić do kolejnych oszczędności na etapie ogniw fotowoltaicznych takich jak: zmniejszenie do 10 mikrometrów grubości siatki połączeń w ogniwach, zmniejszenie do 100 mikrometrów grubości ogniwa, czy wyeliminowanie indu z procesu produkcji oraz przez niską temperaturę łączenia ogniw w matrycę- ograniczenie kosztów energii przy samej produkcji. Zwiększa to możliwości dla konwersji nowej generacji ogniw hybrydowych polegających na łączeniu technologii typu thin-film (cienkowarstwowych) z technologią krzemu krystalicznego. Przykładem takiego fotoogniwa może być ogniwo HJT a połączenie takich ogniw siecią mikro- włókien zwiększa wydajność i obniża koszty instalacji: Jakie konfiguracje łączeń ogniw jeszcze mogą powstawać, zapewne będziemy mogli doświadczyć w niedługiej przyszłości. Amerykanie przodują z kolei w łączeniu ogniw cienkowarstwowych.

CIGS to skrót od Cadmum-Indium Gallium-Selenide, czyli kadmu, indu, galu oraz selenu, które tworzą tego typu ogniwo. Według Stion obecność krzemu niemal gwarantuje szybką degradację modułów (co najmniej 1-2% w pierwszym roku eksploatacji), natomiast ogniwa typu CIGS aż tak jej nie doświadczają w całym okresie użytkowania. Moduły CIGS są zbudowane z dwóch warstw szkła, zapewniając lepszą ochronę przed wilgocią, a tym samym dłuższą żywotność. Są również odporne na tzw. PID, a nawet degradację spowodowaną promieniowaniem UV. W warunkach laboratoryjnych sprawność paneli marki Stion wyniosła 13,4%, co zostało potwierdzone przez amerykański instytut NREL. Trudno też nie przytoczyć nowej technologii odkrytej przez polską naukowiec Olgę Malinkiewicz, która z powodzeniem zastosowała perowskity znane już od XIX wieku, do produkcji ogniw fotowoltaicznych: Proces ich wytwarzania nie wymaga stosowania wysokich temperatur, dzięki czemu dużo niższe będą koszty produkcji modułów fotowoltaicznych. Perowskity są też dużo bardziej elastyczne niż krzem, dzięki czemu mogą być stosowane wszędzie. Można je więc nanosić na dowolny materiał - odzież, płótna, plastik czy nawet papier. To co jednak szczególnie ważne w tej technologii to: aby zaabsorbować taką samą energię słoneczną co 180 mikrometrów warstwy krzemowej, wystarczy zaledwie 1-mikrometrowa warstwa perowskitowa! Według Olgi Malinkiewicz, możliwości wykorzystania ogniw słonecznych, do produkcji których użyto perowskitów są niemal nieograniczone - w przyszłości można by było np. pokrywać nimi powierzchnie domów, ubrań czy urządzeń elektronicznych, które ładowałyby się dzięki energii słonecznej. Jak wykorzystają to odkrycie polskie laboratoria? Produkcja perwoskitów jest bardzo prosta, wielokrotnie prostsza od grafenu, więc być może w Polsce zaczniemy produkować ogniwa, które są znacznie sprawniejsze i tańsze od amerykańskich CIGS? Jak widzimy, działania naukowców i producentów zmierzają do zwiększenia wydajności instalacji fotowoltaicznych, zmniejszenia oddziaływania środowiska atmosferycznego na sprawność modułów i obniżenia kosztów produkcji. Oby ten postęp technologiczny zagościł również i w Polsce oraz pozwolił na korzystanie przez nas z darmowej energii słonecznej. Łódź, dn. 28.04.2014r mgr inż. Mariusz Murdzek (email: OZE@tytanco.eu) Ekspert Polskiej Korporacji Techniki Sanitarnej Grzewczej Gazowej i Klimatyzacji