CC BY
106
ANALIZA SITUATIEI !n DOMENIUL CELULELOR FOTOVOLTAICE PE PIATA INTERNATIONAL! §I NATIONAL!
9 9 3 9
M.Tir$u, M.Uzun
Institutul de Energetica al A§M, or. Chisinau, Republica Moldova
Rezumat. In lucrare se analizeaza structurile existente de celulele fotovoltaice, parametrii acestora, tinand cont de durata de viata, randament §i cost. S-a stabilit, ca randamentul acestora variaza de la unitati de procent pana la cateva zeci de procent. Cele cu randament inalt peste (20%) au un cost de 5-10 ori mai mare ca cele cu randament de pana la 15%. Pe piata Republicii Moldova se comercializeaza numai panouri cu celule fotovoltaice de randament pana la 15%. Durata de viata este cuprinsa intre 20 §i 30 de ani, iar dupa 15 ani de viata randamentul celulelor solare se reduce cu 10%. In plus, acesta mai depinde §i de temperatura mediului §i se reduce cu aproximativ 0,3% la fiecare grad, parametrii tehnici fiind dati pentru temperatura de 25oC. Totodata, se mentioneaza ca in timpul apropiat se va pune accentul pe celulele solare organice care in prezent au un randament la nivel de 5-7%. Pentru a crea o noua generatie de celule solare cea mai promitatoare este considerata constructia, in care stratul de siliciu nanocristalin este incorporat intre straturi subtiri de siliciu amorf. Aceasta ofera o eficienta foarte mare a bateriei, in plus, ea elimina necesitatea de substraturi masive din monocristale de siliciu, consumul acestui material scump se reduce.
Cuvinte-cheie: celule, module, traductoare, baterii fotovoltaice, conversia luminii solare in energie electrica.
ANALYSIS OF THE SITUATION IN PHOTOVOLTAIC CELLS ON THE NATIONAL AND
INTERNATIONAL MARKET M.Tirsu, M.Uzun
Institute of Power Engineering of the ASM, Kishinau, Republic of Moldova
Abstract. The paper is aimed to analyses of existing photovoltaic cells, its parameters, considering lifetime, efficiency and price. It was established, that efficiency of PV cells is situated in range of 5-30 percents. The PV cells with high efficiency (more than 20%) have a cost in 5-10 times more than PV cells with efficiency up to 15%. On the market of Republic Moldova are commercialized PV cells with efficiency up to 15% only. The lifetime of PV cells are situated between 20 and 30 years and after 15 years of life service its efficiency decreasing on about 10%. Additional, efficiency of PV cells depends also from temperature of environment and decreasing on 0,3% on each degree. It technical parameters a given at temperature of 25oC of environment. At the same time, it can be underlined, that in near future the development of PV cells will be aimed to using of organic cells which now have efficiency about 5-7%. In order to develop a new generation of PV cells more usefully it can be considered design, where nanocristal silicon layer is infed between thin layers of amorphous silicon. It offer a very high efficiency of PV battery, and more, it is possible to exclude bulkiness intermediate layers from silicon monocrystal and as a result the material cost decreasing.
Key words. PV cells, modules, conversion of solar energy into electrical.
АНАЛИЗ СИТУАЦИИ В ОБЛАСТИ ФОТОЭЛЕМЕНТОВ НА МЕЖДУНАРОДНОМ И
НАЦИОНАЛЬНОМ РЫНКАХ M.Тыршу, M.y3yH Институт Энергетики АН Молдовы, г. Кишинев
Аннотация. В работе выполнен анализ существующих фотоэлементов, их параметры, учитывая срок службы, эффективность и стоимость. Было установлено, что их эффективность изменяется от единиц до десятков процентов. Ячейки с высоким КПД (более 20%) имеют стоимость в 5-10 раз выше по сравнению с теми у которых КПД составляет 15%. На рынке Республики Молдова продаются только панели
фотоэлементов, имеющие КПД до 15%. Их срок службы составляет от 20 до 30 лет, а после 15 лет эксплуатации их КПД снижается на 10%. Более того, КПД зависит и от температуры окружающей среды и снижается на 0,3% на каждый градус, а параметры заданы для температуры 25 0С. В ближайшем будущем будут пользоваться спросом органические фотоэлементы, имеющие в настоящее время КПД 5-7%. Для создания нового поколения фотоэлементов самой подходящей структурой считается та, в которой слой нанокристаллического кремния встраивается между тонкими слоями аморфного кремния. Это обеспечивает очень большой КПД фотопанели и исключает необходимость в громоздких подслоях монокристаллического кремния, уменьшая использование этого дорогого материала.
Ключевые слова: фотоэлемент, модули, преобразование солнечной энергии в электрическую энергию. Introducere
Republica Moldova este o tarâ, practic integral dependentâ de importul surselor energetice (importâ peste 95%). Creçterea permanentâ a preturilor la resursele primare fac ca situatia energeticâ a Moldovei sâ devinâ §i mai acutâ. În general problema asigurârii cu surse energetice este actualâ nu numai pentru tara noastrâ, dar §i pentru restul târilor. În acest context fiecare tarâ tinde sâ solutioneze aceastâ problemâ prin diverse câi, inclusiv prin majorarea cotei surselor regenerabile în balanta consumului total de energie. Aceasta conduce nu numai la majorarea securitâtii energetice, dar §i la reducerea emisiilor de CO2. Pentru Republica Moldova este important ca sâ punâ accentul pe acele surse de energie regenerabilâ, care prevaleazâ pe teritoriul sâu. În aceastâ directie se poate pune accentul pe biomasâ §i energia solarâ. Dar aici trebuie de tinut cont de faptul, câ în ultima perioadâ problema securitâtii alimentare devine una globalâ, fapt ce impune multe târi revederea programelor sale de utilizare a biocombustibilului. Republica Moldova ar trebui sâ punâ accentul pe energia solarâ pentru obtinerea atât a energiei termice, cât §i solare, fiind o tarâ cu peste 260 zile solare pe an.
Programul de asimilare a energiei regenerabile a Republicii Moldova prevede instalarea a peste 260 mii m2 de colectoare solare, inclusiv 200 mii m2 pentru uscarea fructelor §i legumelor, 60 mii m2 pentru încâlzirea apei. Paralel cu colectoarele solare create continuu utilizarea celulelor fotovoltaice pentru obtinerea energiei electrice. Aceasta este determinatâ §i de faptul creçterii randamentului de conversie a energiei solare de câtre aceste elemente, precum §i dezvoltarea noilor solutii tehnice de obtinere a lor.
Racordându-se la tendintele de utilizare crescândâ a cantitâtii de energie regenerabilâ ale târilor Comunitâtii Europene, SUA §i altele Republica Moldova a adoptat Strategia Energeticâ a Moldovei pânâ în 2020, care prevede asimilarea diferitor tipuri de energie regenerabilâ, printre care ponderea energiei solare sâ nu fie mai micâ de 10%. Dar luând în considerare ultimele tendinte, se poate de presupus câ de fapt pentru Republica Moldova aceastâ energie ar trebui sâ depâçeascâ cu mult acest nivel.
Indiferent de tipul energiei utilizate pentru a face fatâ cerintelor contemporane este strict necesar de utilizat numai acele tehnologii, care sunt cele mai eficiente §i de perspectivâ. Aici trebuie de mentionat, câ cota energiei la o unitate de productie în Republica Moldova este de 2-3 ori mai mare ca în CE. Din aceste considerente, printre sarcinile de bazâ ale Republicii Moldova se situeazâ majorarea eficientei energetice - fie prin modificarea tehnologiilor, fie prin renovarea instalatiilor utilizate.
Astfel, sarcina de bazâ a lucrârii a fost selectarea celor mai performante tipuri de celule fotovoltaice, cu considerarea costului §i duratei de exploatare pentru conversia energiei solare în energie electricâ, cercetarea modului optimal de conectare a celulelor fotovoltaice pentru reducerea pierderilor de energie.
Consideratii generale
Celulele fotovoltaice pot fi clasifícate dupâ mai multe criterii [1]. Cel mai folosit criteriu este dupâ grosimea stratului materialului. Se deosebesc celule cu strat gros §i celule cu strat subtire.
Un alt criteriu este felul materialului: se întrebuinteazâ, de exemplu, ca materiale semiconductoare combinatiile CdTe, GaAs sau CuInSe, dar cel mai des folosit este siliciul. Dupâ structura de bazâ deosebim materiale cristaline(mono-/policristaline) respectiv amorfe.
În fabricarea celulelor fotovoltaice pe lângâ materiale semiconductoare, mai nou, existâ posibilitatea utilizârii §i a materialelor organice sau a pigmentilor organici.
1. Celule pe baza de siliciu
Strat gros
> Celulele monocristaline (c-Si), cu randament mare §i în productia în serie pot atinge pânâ peste 20 % randament energetic.
> Celulele policristaline (mc-Si), care la productia în serie a atins deja un randament energetic de peste la 16 %.
Strat subtire
> Celulele cu siliciu amorf (a-Si), ce constituie cel mai mare segment de piatâ la celule cu strat subtire; randament energetic al modulelor de la 5 la 7 %;
> Celulele pe bazâ de siliciu cristalin, ex. microcristale (^c-Si), în combinatie cu siliciul amorf randament mare; tehnologia aceeaçi ca la siliciul amorf.
2. Semiconductoare pe baza de elemente din grupa III-V.
> Celulele cu GaAs randament mare, foarte stabil la schimbârile de temperaturâ, la încâlzire o pierdere de putere mai micâ decât la celulele cristaline pe bazâ de siliciu, robust vizavi de radiatia ultravioletâ, tehnologie scumpâ, se utilizeazâ de obicei în industria spatialâ (GaInP/GaAs, GaAs/Ge)
3. Semiconductoare pe baza de elemente din grupa II-VI
> Celulele cu CdTe, utilizeazâ o tehnologie foarte avantajoasâ CBD(depunere de staturi subtiri pe suprafete mari în mediu cu pH , temperaturâ §i concentratie de reagent controlate) ; în laborator s-a atins un randament de 16 %, dar modulele fabricate pânâ acum au atins un randament sub 10 %, nu se cunoaçte fiabilitatea. Din motive de protectia mediului este improbabilâ utilizarea pe scarâ largâ.
4. Celulele CIS, CIGS
> CIS este prescurtarea de la Cupru-Indiu-Diselenid produs în statie pilot la firma Würth Solar în Marbach am Neckar, respectiv Cupru-Indiu-Disulfat la firma Sulfurcell în Berlin, iar CIGS pentru Cupru-Indiu-Galiu-Diselenat produs în statie pilot în Uppsala/Suedia.
5. Celulele solare pe baza de compuçi organici.
> Tehnologia bazatâ pe chimia organicâ furnizeazâ compuçi care pot permite fabricarea de celule solare mai ieftine. Prezintâ, totuçi, un impediment faptul câ aceste celule au un randament redus §i o duratâ de viatâ redusâ (max. 5000h).
6. Celulele pe baza de pigmenti.
> Numite §i celule Grätzel utilizeazâ pigmenti naturali pentru transformarea luminii în energie electricâ; o procedurâ ce se bazeazâ pe efectul de fotosintezâ. De obicei sunt de culoare mov.
7. Celulele cu electrolit semiconductor.
> De exemplu solutia: oxid de cupru/NaCl. Sunt celule foarte u§or de fabricat dar puterea §i siguranta în utilizare sunt limitate.
8. Celulele pe baza de polimeri.
> Deocamdatâ se aflâ doar în fazâ de cercetare.
Dacâ considerâm randamentul celulelor egal cu 16%, atunci acestea pot ceda o putere de 160 W/ m2. Însâ, incluse în module puterea pe suprafatâ va fi mai scâzutâ pentru câ între celule §i marginea modulului este o distantâ. Randamentul este raportul dintre puterea debitatâ de panou §i putere continutâ în lumina incidentâ totalâ. Semiconductoare cu zona interzisâ stabilâ utilizeazâ doar o parte a luminii solare. Randamentul teoretic maxim ce poate fi atins în acest caz este de 33 %, pe când randamentul teoretic maxim la sistemele cu mai multe benzi interzise care reactioneazâ la toate lungimile de undâ a luminii solare este de 85 %.
Pentru a putea efectua o selectare corectâ a celulelor dorite este necesar de cunoscut caracteristicile acestora în functie de performantâ randament, duratâ de viatâ, cost [2]. În tabelul 1 sunt prezentate caracteristicile pentru cele mai râspândite tipuri de celule comercializate în prezent.
Tabelul 1. Caracteristicile pentru cele mai râspândite tipuri de celule fotovoltaice comercializate în prezent
Material Randament(AM1,5) Durata de viata 5 Costuri
Siliciu amorf 5-10 % < 20 ani
Siliciu policristalin 10-15 % 25-30 ani 5 EUR/W
Siliciu monocristalin 15-20 % 25-30 ani 10 EUR/W
Arseniura de galiu (monostrat) 15-20 %
Arseniura de galiu (doua straturi) 20 %
Arseniura de galiu (trei straturi) 25 % (30% la AM0) >20 ani 20-100 EUR/W
Actualmente, randamentul celulelor solare (CS) comercializate este de cca 20 %, iar modulele construite cu acestea ating un randament de cca 17 %. Recordul pentru celulele fabricate în conditii de laborator este de 24,7 % (University of New South Wales, Australia), din
care s-au confectionat panouri cu un randament de 22 %, cu uni cost de 5-10 Euro/W. Sistemele GaAs au costuri de la 5 pana la 10 ori mai mari.
Imbatranirea conduce la scaderea randamentului cu cca 10 %o in 25 de ani. Fabricantii dau garantii pe cel putin 80 % din puterea maxima in 20 de ani.
Rezultatele mai relevante in privinta structurilor microamorfe au fost obtinute in Japonia
[3], unde au fost elaborate CS tandem cu eficienta de 12,88% §i fabricata o serie-pilot de 266 module cu eficienta medie de 11,2%. In Germania pentru a elabora module de suprafata 1m2 au fost obtinute CS din aSi:H §i |icSi:H cu eficienta de 11,2% §i 7,2% respectiv [4].
Rezultatele prezentate demonstreaza ca CS microamorfe au o mare perspectiva de utilizare, deoarece intrunesc avantajele siliciului amorf cu stabilitatea §i sensibilitatea ridicata in regiunea undelor lungi ai spectrului radiatiei solare a siliciului microcristalin.
Este de remarcat, ca in realitate indeosebi vara la pranz, temperatura celulelor solare (in functie de pozitie, conditii de vant etc.) poate atinge de la 30 pana la 60 °C, ceea ce are ca urmare o scadere a randamentului. Din acest motiv se ia in calcul un alt parametru, care indica puterea la temperatura de functionare normal.
In general, pentru utilizarea in masa a acestor celule fotovoltaice este necesar obtinerea tehnologiilor de reducere a costurilor acestora, care actualmente sunt destul de ridicate. Astazi, bateriile din siliciu sunt folosite la electrocentrale solare mari, care sunt create in cadrul programelor privind dezvoltarea energiei alternative, precum §i de cetatenii preocupati de mediul inconjurator §i de cre§terea tarifelor la energie. Eficienta de transformare a luminii in energie electrica la baterii din siliciu ajunge la 30%, la cei mai apropiati concurenti - celulele solare organice rezultatul bun este considerat la nivel de 5-7%. Pentru a crea o noua generatie de celule solare cea mai promitatoare este considerata constructia, in care stratul de siliciu nanocristalin este incorporat intre straturi subtiri de siliciu amorf: aceasta ofera o eficienta foarte mare a bateriei, in plus, ea elimina necesitatea de substraturi masive din monocristale de siliciu, consumul acestui material scump se reduce.
Caracteristicile celulei fotovoltaice
De regula, celulele fotovoltaice se caracterizeaza prin tensiunea de ie§ire §i curent. Tensiunea de ie§ire maxima este intre 0,52-0,6V. Curentul variaza in functie de tipul celulei §i suprafata acesteia. Fig.1 indica curba curent-tensiunii, iar fig.2 - curba de putere.
c
cu
o
Fig. 1. Característica curent-tensiune a celulei fotovoltaice clasice .
CD
(U
(U
3
CL
Tensiune, (V)
Fig. 2. Caracteristica de putere a celulei fotovoltaice
Din fig.2 este evident, cä puterea unei celule este limitatä §i aceasta se determinä de parametrii de fabricare. Pentru a putea obtine puterea solicitatä, este necesar de conectat mai multe celule in serie / serie-paralel. Conectarea acestora in serie, sau serie-paralel conduce pa pierderi de putere, determinate in primul ränd de parametrii neidentici a fiecärei celule in parte. Schema echivalentä in baza cäreia se poate de analizat procesul de influentä a conectärii celulelor serie sau serie-paralel este prezentatä pe fig. 3.
Fig.3. Schema echivalenta a celulei fotovoltaice
Din fig. 3 este evident, ca fotocurentul Iph produs de celula fotovoltaica se divizeaza in dioda (Id), care §i limiteaza tensiunea de ie§ire la nivelul 0,52-0,6V, in rezistenta paralela Rp, determinata de defectele cristalului, impurificari neomogene §i defecte de material prin care apar curenti de pierdere care traverseaza jonctiunea p-n §i in rezistenta de sarcina Rs. Din aceste considerente, la conectarea celulelor serie, serie-paralel este necesar considerarea pierderilor determinate de Rp §i conectarea paralela a celulelor cu parametri cat mai identici pentru a reduce curentii de circulatie interna, astfel majorand randamentul celulei. Totodata, firele utilizate la
conectare trebuie sa aibâ o rezistentâ activa cât mai redusâ, întrucât tensiunea de ieçire a celulei este în jur de 0,6 V, adicâ foarte joasâ.
Din considerentele mentionate mai sus, producâtorii de celule fotovoltaice comercializeazâ panouri de celule fotovoltaice, care de obicei au tensiunea de ieçire de 12-18 volti çi diferite puteri. Fiecare panou are specificati parametrii tehnici [5]:
Tensiunea de mers în gol UOC
Curent de scurtcircuit ISC
Tensiunea în punctul optim de functionare UMPP
Curentul în punctual de putere maxima IMPP
Putere maxima Pmpp
Factor de umplere FF
Coeficient de modificare a puterii cu temperatura celulei Randamentul celulei solare q.
Pentru conectarea mai multor panouri în serie, este necesar sâ se monteze câte o diodâ antiparalel cu fiecare panou. Curentul maxim §i tensiunea de strâpungere ale diodei trebuie sâ fie cel putin egale cu curentul §i tensiunea panoului. Dioda pentru mers în gol este conectatâ la bornele de legâturâ ale fiecârui panou astfel încât în regim normal de functionare (panoul debiteazâ curent) are la borne tensiune inversâ (catodul diodei legat la polul pozitiv al panoului). Dacâ panoul ar fi umbrit sau s-ar defecta nu ar mai debita curent, polaritatea tensiunii la borne sar schimba çi acesta s-ar defecta, sau în cel mai bun caz randamentul acelui lant de module ar scâdea. Acest lucru este împiedicat de dioda „bypass” care preia curentul în acest caz.
Este important de retinut câ energia obtinutâ de la celulele fotovoltaice este direct proportionalâ cu intensitatea luminii [6]. Fig.4 denotâ dependenta energiei obtinute în functie de intensitatea luminii.
ë
S
c
u = 1
1000 W/m2
-
- 600 W/m2
- 200 w/m2
'0 0,1 0,2 0,3 0,4
Tensiune (V)
0,5
Fig. 4. Tensiunea çi intensitatea curentului electric asigurate de o celulâ fotovoltaicâ din Si, la diferite intensitâti ale
radiatiei solare
În fig. 4 este reprezentatâ variatia tensiunii §i a intensitâtii curentului electric asigurate de o
celulâ fotovoltaicâ realizatâ din siliciu §i având dimensiunile de 0,1x0,1m. Se observâ câ tensiunea maximâ care poate fi asiguratâ de celulele fotovoltaice realizate din acest material este de aproximativ 0,5V. Valoarea tensiunii maxime care poate fi asiguratâ, depinde foarte putin de intensitatea radiatiei solare, dar valoarea intensitâtii curentului electric, depinde sensibil de acest parametru, prezentând o variatie între 0,4A în cazul unei radiatii solare de 200W/m2 §i 2,2A în cazul unei radiatii solare de 1000W/m2. Analizând aceastâ curbâ se observâ câ valoarea maximâ a puterii se obtine în punctul în care intensitatea curentului electric generat de celula fotovoltaicâ începe sâ scadâ. Acel punct de pe curba de variatie a intensitâtii curentului electric, este numit punct de putere maximâ PPM, iar puterea maximâ corespunzâtoare, poartâ denumirea de putere în punctul de putere maximâ PPPM. Se observâ câ §i în conditiile în care s-a considerat câ intensitatea curentului electric este de 3A, ceea ce corespunde unei intensitâti foarte mari a radiatiei solare §i unei constructii foarte performante a celulei fotovoltaice, puterea maximâ pe care o poate atinge celula fotovoltaicâ este de cca. 1,35W, ceea ce sugereazâ din nou necesitatea legârii în serie a mai multor celule în vederea obtinerii unor panouri fotovoltaice, fiind capabile sâ asigure putere de cca. 10.. .250W.
Trebuie mentionat §i faptul câ performantele panourilor fotovoltaice sunt dependente de temperaturâ. Astfel cu cât creóte temperatura, cu atât scade §i eficienta panourilor fotovoltaice de a converti energia radiatiei solare în curent electric. Se poate considera, ca valoare orientativâ, o reducere a eficientei panourilor fotovoltaice cu 0,3%, pentru fiecare grad de creçtere a temperaturii. De regulâ, performantele electrice ale panourilor fotovoltaice sunt indicate la temperatura de 250C.
Panourile solare fotovoltaice sunt, de obicei, combinate în module care detin aproximativ 40 de celule. Un numâr mai mare din aceste module pot forma unitâti de câtiva metri. Aceste panouri sunt plate §i pot fi montate la un unghi de expunere sud-fix sau ele pot fi montate pe un dispozitiv de urmârire a soarelui care sâ le permitâ sâ capteze cât mai bine lumina soarelui în decursul unei zile. Mai multe panouri interconectate pot furniza suficientâ energie pentru o putere de uz casnic.
Conceptul sistemului fotovoltaic de asigurare cu energie a unei suprafete din blocul
IFA
Pentru efectuarea testelor practice privind functionarea panourilor fotovoltaice în conditiile Republicii Moldova §i în vederea elaborârii recomandârilor privind tipul celulelor fotovoltaice benefice pentru Moldova, modul de conectare ale acestora, orientarea dupâ soare, precum §i elaborarea metodei de calcul a puterii necesare de instalat a panourilor fotovoltaice în functie de necesarul de energie cu utilizarea stocului §i utilizarea directâ s-a elaborat conceptul unui sistem complex fotovoltaic fig. 5.
Fig.5. Conceptul de realizare a sistemului complex de alimentare cu energie electrica a unei suprafete a blocului IFA §i monitorizare a parametrilor panourilor solare. Legenda:
CS1 - panou solar cu putere de 180W cu fixare rigida;
CS2 - panou solar cu putere de 180W cu rotatie programata;
CTS - convertor tensiune sincron;
S1, S2 - sarcini;
CT - convertor tensiune;
L1, L2, L3, L4 - linii (cabluri) de conexiune a echipamentelor respective la controler;
SD - §ina de date;
BA - baterie de acumulatoare.
Conceptul prezentat în fig.5 prevede urmätoarele. Institutul de Energeticä are la moment procurate 2 panouri fotovoltaice fiecare având respectiv 80W §i 90W. Aceste panouri se prevede a fi instalate pe acoperiçul blocului IFA. Un panou va fi montat rigid cu orientare optimalä spre soare pentru a avea o eficientä maxim posibilä pe durata zile. A doilea panou va fi montat pe un suport mecanic, care poate fi orientat atât în plan orizontal, cât §i plan vertical. Orientarea acestuia se va face dupä un program special de pe calculator. Cablurile de ieçire a panourilor vor fi conectate la controler care are conexiune cu calculatorul prin §ina de date, ce va da posibilitate monitorizarea parametrilor acestora, reglarea pozitiei de orientare a panoului CS2, controlul nivelului de mcärcare a bateriei de acumulatoare (BA).
Energia electricä obtinutä de la celulele solare se va utiliza în douä moduri - direct §i prin stocare. Modul direct presupune conectarea çinelor de ieçire a celulelor solare la un convertor specializat, care se sincronizeazä cu reteaua electricä §i produce energie electricä de la celulele solare cu parametrii identici celor din retea. Astfel, functionând în paralel cu reteaua va reduce consumul de energie. Al doilea mod de functionare, prevede stocarea energiei în acumulatoare, iar de acolo prin intermediul convertorului de tensiune CT va fi transformatä în 220V, 50Hz §i va alimenta o sarcinä separatä.
Este planificat, ca tot coridorul etajului 4 al blocului IFA sä fie montat cu becuri de tip LED, ce au un consum redus de energie. Acest sistem de iluminare va fi dirijat de traductoare de miçcare §i luminä pentru a obtine o economie maxim posibil. In rezultatul acestei lucräri se preconizeazä determinarea suprafetelor optime de panouri necesare în functie de necesarul de energie, determinarea pozitionärii eficiente sau modul de rotire pentru a avea un randament mai înalt.
Concluzii
1. Celulele solare se divizeazä dupä structura sa fizicä, iar randamentul acestora în functie de tip poate varia de la 5% pâM la 30%. Cu cât este mai mare randamentul, cu atât este mai mare costul acestor celule §i acesta poate sä difere de 5-10 ori. In acelaçi timp, celulele solare se caracterizeazä prin durata de viatä, care este între 20 §i 30 de ani. Parametrii tehnici ai acestora depind de mai multe conditii, inclusiv §i de temperatura mediului mconjurätor. S-a stabilit. Cä randamentul celulelor se reduce cu 0,3% la fiecare grad. Parametrii tehnici, de obicei, sunt dati pentru temperatura de 25oC.
2. Puterea unitarä a unei celule este de maximum 1.3-1.5W. Din aceste considerente, acestea se asambleazä în panouri, iar numärul maximal de celule într-un panou poate atinge 40. Aceste celule se conecteazä în serie, din care cauzä tensiunea de ie§ire poate atinge pârâ la 18-20V. Pentru obtinerea puterii solicitate este necesar de conectat aceste panouri în serie sau serie-paralel în functie de tensiunea primarä a echipamentului care este alimentat de la aceste panouri. Montarea în panouri a celulelor duce la reducerea cu câteva unitäti de procent.
3. Panourile de celule comercializate cel mai larg pe pietele noastre au un randament de pâM la 15% §i un cost în jur de 5 euro/W. La procurarea acestora este necesar de tinut cont de durata
de viatâ a acestora, conditiile de exploatare pentru a obtine un randament maximal. Totodatâ, amplasarea acestora trebuie sâ fie astfel, ca pe durata zilei sâ cadâ cât mai multâ luminâ solarâ, iar razele incidente sâ aibâ un unghi perpendicular. Este de dorit prevederea posibilitâtii de rotire a acestora pe parcursul zilei, ca incidenta razelor solare sâ fie mereu perpendicularâ. Utilizarea pe larg a celulelor solare este Împiedicatâ de costul Înalt al acestora. La moment se pune accentul pe celulele solare organice care În prezent au un randament la nivel de 5-7%. Pentru a crea o nouâ generatie de celule solare cea mai promitâtoare este consideratâ constructia, În care stratul de siliciu nanocristalin este Încorporat Între straturi subtiri de siliciu amorf. Aceasta oferâ o eficientâ foarte mare a bateriei, În plus, ea eliminâ necesitatea de substraturi masive din monocristale de siliciu, consumul acestui material scump se reduce.
4.S-a elaborat conceptul de realizare practicâ a unui sistem complex fotovoltaic, care va permite asigurarea unei suprafete a blocului Institutului de Fizicâ Aplicatâ cu energie electricâ cu monitorizarea automatâ a parametrilor. În baza rezultatelor obtinute se vor elabora recomandâri pentru utilizarea eficientâ a acestor panouri solare În conditiile Republicii Moldova.
Multumiri
5
Cercetârile au fost elaborate cu suportul Academiei de Çtiinte a Moldovei În cadrul proiectului bilateral Moldova-Ucraina Nr.15/UA „Conversia energiei solare În energie electricâ În baza traductoarelor fotovoltaice (baterii)”.
Bibliografie
[1] http://ro.wikipedia.org/wiki/Celul%C4%83 solar%C4%83
[2] http://oregonstate.edu/~ecclese/files/Term%20Paper.pdf
[3] H.Takatsuka, Y.Yamauchi, M.Fukahawa, H.Mashima, K.Kawamura, K.Yamaguchi, T.Nishimiya, Y.Takeuchi. High efficiency thin film solar modules. Proc. of the 21-th European PV Solar Energy Conf. Dresden, 2006, p.1531-1534.
[4] B.Rech, T.Repmann, S.Wieder, M.Ruske, U.Stephan. A new concept for mass production of large area thin film silicon solar cells on glass. Thin Solid Films, 2006, vol.502, p.300-305
[5] http://ro.wikipedia.org/wiki/Panou solar
[6] http://www.termo.utcluj.ro/regenerabile/5 2.pdf
