Energia fotovoltaică

Cum functioneaza panourile fotovoltaice?

Pentru a avea energie electrica de la soare, aveti nevoie de un panoul solar ce are o celula solara sau mai multe celule. Celula solara absoarbe o parte din particulele de lumina ce cad pe aceasta, numite si fotoni. Fiecare foton contine o cantitate mica de energie. Atunci cand un foton este absorbit, acesta elibereaza un electron din materialul celului solare. Deoarece fiecare parte a celulei solare este conectata la un cablu, un curent va trece prin acesta. Celula va produce electricitate ce poate fi folosita instantaneu sau inmagazinata in acumulatori.

1. Lumina (fotoni)

2. Suprafata frontala

3. Strat negativ

4. Strat izolator

5. Strat pozitiv

6. Suprafata posterioara

Energia electrica este produsa atat timp cat panoul este expus la lumina. Materialele din care sunt fabricate celulele solare sunt semiconductoare si au o durata de viata de cel putin 20 de ani. Randamentul panourilor solare va scadea in timp. Ritmul de scadere in timp al randamentului este garantat de fiecare producator de panouri solare. Uzura panourilor este data de mediul inconjurator si modalitatea de montaj a acestora.

Celule solare

Celulele solare sunt de mai multe tipuri: monocristaline, policristaline, amorfe, film subtire, CIS (copper indium diselenide) si CdTe (cadmium telluride), CIGS, etc. Diferenta intre aceste celule consta in structura si modul cum sunt aranjati atomii. Acest lucru va da si un aspect specific fiecarei celule solare. Diferenta cea mai mare consta totusi in eficienta. Eficienta celulei se masoara in procentul de energie luminoasa transformata in energie electrica. Celulele solare monocristaline si policristaline au aproape aceasi eficienta fiind si cea mai mare din multitudinea de celule solare comerciale existente pe piata.

Materiale

1. Celule pe bază de siliciu

- Strat gros

- Celule monocristaline (c-Si)

randament mare - în producţia în serie se pot atinge până la peste 20 % randament energetic, tehnică de fabricaţie pusă la punct; totuşi procesul de fabricaţie este energofag, ceea ce are o influenţă negativă asupra periodei de recuperare (timp în care echivalentul energiei consumate în procesul de fabricare devine egal cantitatea de energia generată).

- Celule policristaline (mc-Si)

la producţia în serie s-a atins deja un randament energetic de peste la 16 %, cosum relativ mic de energie în procesul de fabricaţie, şi până acum cu cel mai bun raport preţ – performanţă.

- Strat subţire

- Celule cu siliciu amorf (a-Si)

cel mai mare segment de piaţă la celule cu strat subţire; randament energetic al modulelor de la 5 la 7 %; nu există strangulări în aprovizionare chiar şi la o producţie de ordinul TeraWatt

- Celule pe bază de siliciu cristalin, ex. microcristale (µc-Si)

în combinaţie cu siliciul amorf randament mare; tehnologia aceeaşi ca la siliciul amorf

2. Semiconductoare pe bază de elemente din grupa III-V

- Celule cu GaAs

randament mare, foarte stabil la schimbările de temperatură, la încălzire o pierdere de putere mai mică decât la celulele cristaline pe bază de siliciu, robust vizavi de radiaţia ultravioletă, tehnologie scumpă, se utilizează de obicei în industria spaţială (GaInP/GaAs, GaAs/Ge)

3. Semiconductoare pe bază de elemente din grupa II-VI

- Celule cu CdTe

utilizează o tehnologie foarte avantajoasă CBD(depunere de staturi subţiri pe suprafeţe mari în mediu cu pH , temperatură şiconcentraţie de reagent controlate) ; în laborator s-a atins un randament de 16 %, dar modulele fabricate până acum au atins un randament sub 10 %, nu se cunoaşte fiabilitatea. Din motive de protecţia mediului este improbabilă utilizarea pe scară largă.