Budowa i zasada działania fotoogniwa

Zobacz slidy

Treść prezentacji

Slide 1

A D A S A Z I A W O A I BUD N A Ł A I DZ A W I N G O O T O F Alternatywne Źródła Energii Ewelina Czudowska Artur Bejda Państwowa Szkoła Wyższa im. Papieża Jana Pawła II w Białej Podlaskiej

Slide 2

CO TO SĄ FOTOOGNIWA? Urządzenia przetwarzające energię słoneczną w energię elektryczną. Urządzenia te nazywamy fotoogniwami bądź modułami fotowoltaicznymi. Alternatywne Źródła Energii - Budowa i zasada działania fotoogniwa - E. Czudowska, A. Bejda

Slide 3

ZASTOSOWANIE OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH Alternatywne Źródła Energii - Budowa i zasada działania fotoogniwa - E. Czudowska, A. Bejda

Slide 4

ZASTOSOWANIE OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH Alternatywne Źródła Energii - Budowa i zasada działania fotoogniwa - E. Czudowska, A. Bejda

Slide 5

Alternatywne Źródła Energii - Budowa i zasada działania fotoogniwa - E. Czudowska, A. Bejda

Slide 6

JAK DZIAŁAJĄ FOTOOGNIWA? Działanie i budowa jest bardzo prosta gdyż opiera się bowiem na płytkach zwanych ogniwami wytworzonych z krzemu. Ogniwa o wymiarach ok.15x15 cm łączy się ze sobą, a następnie zamyka w aluminiowej ramie pokrywając od przodu hartowanym szkłem. Alternatywne Źródła Energii - Budowa i zasada działania fotoogniwa - E. Czudowska, A. Bejda

Slide 7

BUDOWA I DZIAŁANIE FOTOOGNIW Ogniwo fotowoltaiczne składa się z płytki z półprzewodnika posiadającej złącze P (positive) - N (negative). W strukturze takiej występuje pole elektryczne (bariera potencjału). W chwili, gdy na ogniwo pada światło słoneczne, powstaje para nośników o przeciwnych ładunkach elektrycznych, elektron - dziura, które zostają następnie rozdzielone przez pole elektryczne. Rozdzielone ładunki powodują, iż w ogniwie powstaje napięcie. Po dołączeniu obciążenia (urządzenia pobierającego energię) następuje przepływ prądu elektrycznego. Alternatywne Źródła Energii - Budowa i zasada działania fotoogniwa - E. Czudowska, A. Bejda

Slide 8

BUDOWA I DZIAŁANIE FOTOOGNIW elektroda ujemna półprzewodnik typu n bateria potencjału półprzewodnik typu p elektroda dodatnia Alternatywne Źródła Energii - Budowa i zasada działania fotoogniwa - E. Czudowska, A. Bejda

Slide 9

SPRAWNOŚĆ FOTOOGNIW Podstawowym parametrem fizycznym cechującym ogniwo słoneczne jest jego sprawność. Około1960 roku ogniwa miały 19 mm średnicy, a ich sprawność wynosiła 6 do 7. W pięć lat później sprawność wzrosła do 9, średnica do 30 mm, średnia moc do 2,5W. Trzecia generacja ogniw pojawiła się w latach 70-tych. Średnica wynosiła 57 mm, sprawność zaś 12,5. Dziś sprawność ogniw słonecznych osiąga ponad 25. 

Slide 10

FOTOOGNIWA - PRODUKCJA Istnieje kilka typów fotoogniw produkowanych z krzemu: monokrystaliczne, polikrystaliczne, amorficzne (a-Si),

Slide 11

FOTOOGNIWA - PRODUKCJA ARSENEK GALU GaAs najkorzystniejszy ze względu na dopasowanie czułości do widma promieniowania słonecznego. Mają zatem największe sprawności ale też najwyższy koszt. Stosowane są w przemyśle kosmicznym. TELLUREK KADMU CdTe technologia bardzo prosta. Pracuje w złączu z siarczkiem kadmu CdS, jednak z racji znacznej szkodliwości (trujący) nie jest akceptowalny społecznie. POLIMERY z naprzemiennymi wiązaniami chemicznymi pojedynczymi i podwójnymi mają strukturę podobną do półprzewodnika (polimery przewodzące). Są bardzo tanie w produkcji, elastyczne. Sprawności rzędu 3 5 .

Slide 12

POWER PLASTIC Power Plastic to cienka taśma składająca się z wielu warstw: fotoaktywny nadrukowany materiał, przeźroczysta warstwa elektrodowa, plastikowa podstawa z elektrodami oraz warstwa ochronna. Całość ma grubość 0.5 mm.

Slide 13

ZALETY INSTALACJI FOTOWOLTAICZNYCH żadne paliwo nie jest potrzebne, żywotność 20 30 lat, ich sprawność nie zmniejsza się wraz z upływem czasu, brak kosztów eksploatacji, w czasie produkcji energii nie powstają żadne szkodliwe odpady zanieczyszczające środowisko

Slide 14

PRZYKŁADOWE RODZAJE SYSTEMÓW FOTOWOLTAICZNYCH ystemy fotowoltaiczne można podzielić na dwie główne grup a)Systemy podłączone do sieci energetycznej; b)Systemy autonomiczne (wyspowe) bez podłączenia z siecią energetyczną; Alternatywne Źródła Energii - Budowa i zasada działania fotoogniwa - E. Czudowska, A. Bejda

Slide 15

SYSTEM PODŁĄCZONY DO SIECI ENERGETYCZNEJ MODUŁ FOTOWOLTAICZNY Produkuje prąd stały o niskim napięciu. DC Zmienia prąd stały o niskim napięciu w prąd zmienny o napięciu 230V. CTR CTR AC PRZETWORNICA Alternatywne Źródła Energii - Budowa i zasada działania fotoogniwa - E. Czudowska, A. Bejda Jeden wskazuje ilość energii wyprodukowanej z systemu fotowoltaicznego drugi określa całkowitą ilość zużytej energii. 2 LICZNIKI PRĄDU

Slide 16

SYSTEM AUTONOMICZNY (WYSPOWY) BEZ PODŁĄCZENIA Z SIECIĄ ENERGETYCZNĄ MODUŁ FOTOWOLTAICZNY AKUMULATOR Produkuje prąd stały o niskim napięciu. Gromadzi prąd stały wyprodukowany z modułów do późniejszego użycia. REGULATOR ŁADOWANIA RŁ AKU TV TV DC AC Zabezpiecza akumulator przed Przeładowaniem. Alternatywne Źródła Energii - Budowa i zasada działania fotoogniwa - E. Czudowska, A. Bejda Zmienia prąd stały o niskim napięciu w prąd zmienny o napięciu 230V. PRZETWORNICA

Slide 17

SYSTEM AUTONOMICZNY (WYSPOWY) Z DOŁĄCZONĄ TURBINĄ WIATROWĄ BEZ PODŁĄCZENIA Z SIECIĄ ENERGETYCZNĄ-SYSTEM HYBRYDOWY MODUŁ FOTOWOLTAICZNY TURBINA WIATROWA Produkuje prąd stały o niskim napięciu. Wytwarza prąd stały o niskim napięciu. REGULATOR ŁADOWANIA Zabezpiecza akumulator przed przeładowaniem. Gromadzi prąd stały wyprodukowany z modułów do późniejszego użycia. RŁ AKU TV AKUMULATOR TV DC AC Alternatywne Źródła Energii - Budowa i zasada działania fotoogniwa - E. Czudowska, A. Bejda Zmienia prąd stały o niskim napięciu w prąd zmienny o napięciu 230V. PRZETWORNICA

Slide 18

SYSTEM WYSPOWY Z PODŁĄCZENIEM DO PUBLICZNEJ SIECI ENERGETYCZNEJ MODUŁ FOTOWOLTAICZNY AKUMULATOR Produkuje prąd stały o niskim napięciu. Gromadzi prąd stały wyprodukowany z modułów do późniejszego użycia. Służy do ładownia akumulatorów i synchronizacji ich pracy z siecią wewnętrzną budynku. PD AKU TV TV DC AC PRZETWORNICA DWUKIERUNKOWA Alternatywne Źródła Energii - Budowa i zasada działania fotoogniwa - E. Czudowska, A. Bejda Zmienia prąd stały o niskim napięciu w prąd zmienny o napięciu 230V. PRZETWORNICA

Slide 19

MOŻLIWOŚCI INSTALACJI FOTOOGNIW Alternatywne Źródła Energii - Budowa i zasada działania fotoogniwa - E. Czudowska, A. Bejda

Slide 20

DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ