Download

Solarne ćelije






Advertisement
/ 17 []
Download Presentation
Comments
peri
From:
|  
(645) |   (0) |   (0)
Views: 21 | Added: 13-10-2012
Rate Presentation: 0 0
Description:
Solarne ćelije. Ivan Babić R: 2725. Uvod.
Solarne ćelije

An Image/Link below is provided (as is) to

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use only and may not be sold or licensed nor shared on other sites. SlideServe reserves the right to change this policy at anytime. While downloading, If for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.











- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -




Slide 1

Solarne ćelije

Ivan Babić

R: 2725

Slide 2

Uvod

  • Unutar Sunca, materija se neprestano pretvara u energiju. Procesom nuklearne fuzije svaki sat prema Zemlji se odašilja 100 000 000 000 000 kW energije. Potrebno je tek 8 minuta da prijeđe udaljenost do Zemlje, a ono što stigne, 10 000 puta nadmašuje trenutnu globalnu potrebu za energijom.

Slide 3

  • Osim što zagrijava površinu našeg planeta, uzrokuje i gibanje zraka oko Zemlje stvarajući još jedan izvor energije - snaga vjetra. Vjetar pokreće more i stvara snažne valove koji se opet mogu koristiti – snaga valova. Sunčeva energija omogućuje i kružni tok vode – snaga tekuće vode. I na kraju direktno prikupljanje solarne energije, koja je neiscrpna, ne zagađuje, bezopasna je, tiha i čista.

Slide 4

Povijest

  • Razvoj solarnih ćelija počinje 1839. istraživanjima francuskog fizičara Becquerela. On je primijetio fotovoltaični efekt dok je eksperimentirao sa čvrstim elektrodama u otopini elektrolita kad se stvorio napon prilikom izlaganja elektrode svjetlu. Efekt je prvo proučavan u krutinama, kao sto je selen (Hertz, 1870). Kao rezultat, selen je uskoro usvojen u fotografiji, u uređajima za mjerenje svjetlosti.

Slide 5

  • Prvom originalnom solarnom ćelijom smatra se ona izrađena 1883. god. (Fritz) od selena kao poluvodiča s vrlo tankim slojem zlata. Ove rane ćelije imale su učinkoviost pretvorbe energije manju od 1%. Nedostatak je smanjen razvojem solarnih ćelija od silicija (Ohl, 1941.). 13 godina kasnije tri američka istraživača demonstrirala su silicijsku solarnu ćeliju sposobnu za 6%-tnu učinkovitost pri pretvorbi energije iz direktnih sunčevih zraka; Pearson, Fuller i Chapin konstruirali su uređaj od nekoliko silicijskih pločica (veličine žileta) koji je uhvatio slobodne elektrone i pretvorio ih u električnu struju.

Slide 6

  • Najveći korak prema komercijalizaciji PV ćelija poduzet je pedesetih godina prošlog stoljeća u Bell laboratorijima u New Yorku kad je razvijen Czochralskijev proces za proizvodnju kristaličnog silicija visoke čistoće, a javno korištenje Bellove solarne baterije započelo je u listopadu 1955. godine.

FN ćelija iz 1960. godine.

Slide 7

Solarne ćelije

  • Solarne ćelije se sastoje od poluvodiča (najčešće silicija) koji apsorbira sunčevu svjetlost. Silicij se grije na ekstremne temperature te mu se dodaju bor i fosfor čime se stvara nestabilna okolina unutar ćelije.

  • Da bi se pojasnilo kako “radi” fotovoltaična ćelija potrebno je nešto reči o poluvodičima.

    Materijali se po svojstvu električne provodljivosti dijele navodiče (uglavnom metali),poluvodiče (Si, Ge, GaAs, GaP...) i izolatore. Poluvodiči su izolatori na temperaturi apsolutne nule,a s porastom temperature eksponencijalno se povećava broj nosilaca naboja koji mogu provoditi

    električnu struju.

Slide 8

  • Sunčeva energija uzrokuje izlazak elektrona iz atoma i njihovo kretanje kroz materijal između dva suprotno nabijena sloja čime se stvara električna struja. Osnovni napon koji se dobije po pojedinoj ćeliji ovisi o vrsti materijala i načinu izrade i obično iznosi oko 1V.

Slide 9

  • Povezivanjem više fotovoltaičnih (solarnih) ćelija i njihovim kombinacijama proizvode se fotovoltaični paneli s uobičajnim radnim naponima od 12 ili 24V istosmjernog napona (DC).

  • Snaga takvih panela direktno ovisi o ukupnoj površini svih ćelija. Tipičan solarni panel snage 80 – 100W i napona 12V DC ima dimenzije 100cm x 50 cm.

  • Cijena električne energije iz fotovoltaičnih panela je zbog upotrebe posebnih materijala i visoke tehnologije izrade dosta veća (gotovo faktor 2x) od cijene iz konvencionalnih izvora, ali zato je to vrlo čisti oblik i vrlo rasprostranjen oblik energije te vrlo isplativ u područjima gdje nema klasične električne infrastrukture.

Slide 10

  • Fotovoltaični izvori struje ne zagađuju okolinu, ne stvaraju stakleničke plinove, nisu radioaktivni i nemaju pokretnih dijelova (ne stvaraju buku) te nisu opasni za rukovanje.

Tablica: Odnos stvaranja stakleničkih plinova za pojedine oblike izvora energije

Slide 11

  • Po načinu izrade fotoivoltaične ćelije se dijelena:

    - monokristalinične ( najčešće Si, ηoko 18%),

    - polikristalinične ( najčešće Si , η oko 14 %),

    - amorfne (silicij, η 4 do 6%),

  • tanko slojne (film CuInSe2, η oko 16%).

  • FN (fotonaponske) celije stvaraju istosmjernu struju (DC), ali pomocu DC-DC i DC-AC pretvaraca mozemo je prilagoditi za sve namjene, od punjenja mobitela do pokretanja trofaznih električnih motora.

Slide 12

Primjena

  • Fotovoltaične ćelije se i dalje istražuju i razvijaju. Želi im se povećati efikastnost, a smanjiti cijena izrade. No i na ovom sadašnjem stupnju, fotovoltaične ćelije vrlo uspješno sudjeluju u čitavom nizu tehnologija koje koriste energiju sunca (tzv solarne tehnologije) kao što su:

    - svemirska istraživanja (svi sateliti dobivaju energije od solarnih panela),

    - mikro i mini paneli za pokretanje malih potrošača (đepna računala, satovi...),

    - komunikacijski releji,

    - mobilne radio i televizijske stanice,

    - osiguranje pružnih prijelaza,

    - napajanje svjetionika i oznaka upozorenja na moru,

Slide 13

- napajanje saobračajnih znakova upozorenja i opasnosti

- sustavi za naplatu parkiranja,

- napajanje malih brodica i jahti,

- opskrba pitkom vodom izvlačenjem iz dubokih bunara,

- sustavi nadgledanja za protupožarnu zaštitu šuma,

- sistemi za navodnjavanje,

- električne ograde za stoku,

- elektrifikacija individualnih objekata

(planinarski domovi, vikendice)

Slide 14

  • Tamo gdje električnu energiju treba isporučivati tijekom noći ili urazdoblju s niskim intenzitetom sunčeva zračenja, potrebno je uskladištiti proizvedenu energiju. U objektima koji su povezani s klasičnim električnom mrežom (50 Hz, 220V) moguće je proizvedenu struju, koja se ne troši, putem pretvarača (12VDC/220VAC) ubaciti u mrežni sustav.

  • Proizvedena električna energija može se uskladištiti:

    1. U akumulatorskim baterijama gdje se uz određene regulatore kontrolira punjenje i pražnjenje

Slide 15

2.U novim tzv. sustavima s “gorivim ćelijama” gdje višak struje elektrolizom stvara vodik, koji se skladišti te po potrebi propušta kroz “gorive ćelije” gdje se direktno pretvara u električnu energiju. Fotonaponski sustavi mogu se povezati i sa drugim alternativnim (rezervnim) izvorima energije kao što su vjetroturbine, hidrogeneratori, plinski ili diesel agregati.

Slide 16

  • Vidljivo je da je već sada upotreba fotovoltaičnih ćelijavelika. U budućnosti zbog nestajanja i rasta cijene fosilnih goriva, sprečavanjaispuštanja stakleničkih plinova (Kyoto deklaracija 1995.) te zbog smanjenje cijenei povećanja efikasnosti doči će do sve veće upotrebe fotovoltaičnih ćelija.

  • Europska unija planira da do kraja 2010. godine udio obnovljivih izvoraenergije bude 12%. Želi li Hrvatska uči u Europu, već danas mora početi znatnijekoristiti i iskorištavati energiju sunca tim više što smo jedna od rijetkih zemalja kojaima i vlastitu proizvodnju fotovoltaičnih ćelija smještenu u Splitu .

Slide 17

  • Svijet će 2010. proizvoditi oko 4,5 GW/godišnje, dok će samo SAD u 2020. proizvoditi 7,2 GW /god električne energije koristeči fotovoltaične ćelije za iskorištavanja energije sunca. Budućnost je u suncu.


Copyright © 2014 SlideServe. All rights reserved | Powered By DigitalOfficePro