Fotovoltaické články

Podobné dokumenty
A VÝVOJOVÉ TRENDY. Prof. Ing. Vitězslav Benda, CSc. ČVUT Praha, Fakulta elektrotechnická katedra elektrotechnologie

Ekonomické aspekty fotovoltaiky

Fotovoltaické systémy

Základní typy článků:

Fotovoltaický článek. Struktura na které se při ozáření generuje napětí. K popisu funkce se používá náhradní schéma

FOTOVOLTAICKÉ SYSTÉMY

Provozní podmínky fotovoltaických systémů

Fotovoltaika. Ing. Stanislav Bock 3.května 2011

Obnovitelné zdroje elektrické energie Fotovoltaika kurz 3.

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, Energie elektronů v atomech nabývá diskrétních hodnot energetické hladiny.

ČVUT v Praze. Fakulta stavební Thákurova 7, Praha 6 kamil.stanek@fsv.cvut.cz BUDOVY PŘEHLED TECHNOLOGIE

INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

SOUČASNÉ TRENDY VE FOTOVOLTAICE

Otázky pro samotestování. Téma1 Sluneční záření

1/64 Fotovoltaika - základy

Fotovoltaika - základy

Fotovoltaika - přehled

POROVNÁNÍ V-A CHARAKTERISTIK RŮZNÝCH TYPŮ FOTOVOLTAICKÝCH ČLÁNKŮ

Otázky pro samotestování. Téma1 Sluneční záření

SOLYNDRA Solar Fotovoltaický systém pro ploché střechy SOLYNDRA. Nová forma fotovoltaiky.

NAVRHOVÁNÍ DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ DLE ČSN EN , ZÁKLADNÍ PROMĚNNÉ

Technické podmínky výroby potištěných keramických substrátů tlustovrstvou technologií

Historie. Fotovoltaické elektrárny

Srovnání a výhody tenkovrstvých technologií ve fotovoltaice

Základní typy článků:

Princip fotovoltaika

OBSAH. 1. Energie Slunce, solární článek 2. Historie FV a trendy 3. Rozdělení FVS 4. Sluneční podmínky v ČR, PVGIS

λ hc Optoelektronické součástky Fotorezistor, Laserová dioda

Budovy a energie Obnovitelné zdroje energie

Chytřejší solární systémy. Bílá kniha: SunPower panely generují nejvyšší finanční návratnost vašich solárních investic

Univerzita Pardubice. Dopravní fakulta Jana Pernera

FOTOVOLTAICKÉ SYSTÉMY úvod do problematiky

Protokol o měření. SOLAR s.r.o. IČO: Sídlo: Nová Ves, Petrova 234, PSČ

Aktuální trendy v akumulaci a fotovoltaice, bariéry rozvoje v ČR. Ing. Pavel Hrzina, Ph.D.

Stavební integrace. fotovoltaických systémů

Každé fotovoltaické zařízení se skládá z několika částí, kterými jsou:

Unipolární tranzistory

Fotovoltaické systémy připojené k elektrické síti

Energetika v ČR XVIII. Solární energie

Lasery optické rezonátory

EU peníze středním školám digitální učební materiál

VY_32_INOVACE_ELT-1.EI-14-ANORGANICKE IZOLANTY. Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno

POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ. (II) (Bl) ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ ( 1S ) (51) lat Cl. 4 С 21 D 1/09

Petr Klimek , Rusava

Řízené polovodičové součástky. Výkonová elektronika


Konstrukce fotovoltaických modulů. Ing. Pavel Hrzina, Ph.D.

Manuál k solárním modulům Solar-2, Solar-10 V1.4




DEGRADACE SOLÁRNÍCH ČLÁNKŮ SVĚTLEM LIGHT INDUCED DEGRADATION OF SOLAR CELLS

Senzory v inteligentních budovách

Průvodce výběrem Stykače TeSys 5 Od 6 A do 16 A

Signál. Pojmem signál míníme většinou elektrickou reprezentaci informace. měřicí zesilovač. elektrický analogový signál, proud, nebo většinou napětí

č. 475/2005 Sb. VYHLÁŠKA kterou se provádějí některá ustanovení zákona o podpoře využívání obnovitelných zdrojů Ve znění: Předpis č.

Optoelektronika. Zdroje. Detektory. Systémy

Redline. Ochrana obvodů. Ochrana osob. Zařízení přídavná. Přístroje modulové ostatní. Přípojnice. Zapouzdření. Rejstřík E.1. Systém přípojnic VBS E.

Server Internetu prostøednictvím slu eb (web, , pøenos souborù) poskytuje data. Na na í pracovní stanici Internet

Server Internetu prostøednictvím slu eb (web, , pøenos souborù) poskytuje data. Na na í pracovní stanici Internet

VLASTNOSTI POLOVODIČOVÝCH SOUČÁSTEK PRO VÝKONOVOU ELEKTRONIKU

VY_32_INOVACE_06_III./2._Vodivost polovodičů

Superkapacitory. Prof. Ing. Jaroslav Boušek, CSc. Fakulta elektrotechniky a komunikačních techologií VUT v Brně

Systémová řešení OBO pro fotovoltaická zařízení Kompletně připravena. Bezpečně chránící.

Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie


Sonar. Sonar. Sonar Activity. Sonar Bas

Fotovoltaické systémy připojené k elektrické síti

Ing. Pavel Hrzina, Ph.D. - Laboratoř diagnostiky fotovoltaických systémů Katedra elektrotechnologie K13113

2 MECHANICKÉ VLASTNOSTI SKLA

7. Kondenzátory. dielektrikum +Q U elektroda. Obr.2-11 Princip deskového kondenzátoru

Materiály. Ing. Dagmar Kopačková, Ph.D. e mail:dagmar.kopackova@topinfo.cz. Internetový portál.

Provozní spolehlivost fotovoltaických systémů

modulární přístroje pro diferenční obvodů

POUŽITÍ PRACOVNÍ PODMÍNKY PRACOVNÍ REŽIM. Třídy vnějších vlivů Základní charakteristiky - výňatek z ČSN (mod.

Redline. Ochrana obvodů. Ochrana osob. Zařízení přídavná. Přístroje modulové ostatní. Přípojnice. Zapouzdření. Rejstřík E.2. Systém přípojnic - VBS

11-1. PN přechod. v přechodu MIS (Metal - Insolator - Semiconductor),

Koral. Podhledové kazety spojující estetický povrch a velmi dobré akustické vlastnosti se širokou oblastí použití.

ESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA ELEKTROTECHNICKÁ KATEDRA ELETROENERGETIKY A EKOLOGIE DIPLOMOVÁ PRÁCE

Nanotechnologie na km 2

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově. 07_3_Elektrický proud v polovodičích

Silikonová lepidla a těsnicí hmoty

Obnovitelné zdroje energie Budovy a energie

MOBILNÍ AUTONOMNÍ FOTOVOLTAICKÝ SYSTÉM

Elektrické vlastnosti pevných látek

2. Pasivní snímače. 2.1 Odporové snímače

Materiály a membrány pro kontrolu průchodu vlhkosti a vzduchu stavebními konstrukcemi.

ELEKTRICKÝ PROUD ELEKTRICKÝ ODPOR (REZISTANCE) REZISTIVITA

Ideální krystalová mřížka periodický potenciál v krystalu. pásová struktura polovodiče

O B S A H Z M Ě N Y: 1. PŘIPOJENÍ OBJEKTŮ NA ROZVOD ELEKTRICKÉ ENERGIE 2. VŠEOBECNÉ ÚDAJE 3. ZÁVĚR 1. PŘIPOJENÍ OBJEKTŮ NA ROZVOD ELEKTRICKÉ ENERGIE:

Multifunkční přístroje pro revize elektrických instalací

Elektronické sirény MAESTRO

2. Pasivní snímače. 2.1 Odporové snímače

Chrániče proudové s nadproudovou ochranou (RCBO s) Řada DM60. Chrániče proudové s nadproudovou ochranou (RCBO s) Řada DM100

Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Hradec Králové, Vocelova 1338, příspěvková organizace

TYRISTORY. Spínací součástky pro oblast největších napětí a nejvyšších proudů Nejčastěji triodový tyristor

NAVRHOVÁNÍ DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ DŘEVO, VLASTNOSTI DŘEVA část 1.

Fotovoltaické systémy

Agronomická fakulta. Vývoj a využití solární energie - fotovoltaické systémy. Bakalářská práce

Převodníky rozhraní RS-485/422 na optický kabel ELO E243, ELO E244, ELO E245. Uživatelský manuál

Transkript:

Fotovoltaické články (historie, současný stav a trendy) Prof. Ing. Vitězslav Benda, CSc ČVUT Praha, Fakulta elektrotechnická katedra elektrotechnologie

Fotovoltaika přímá přeměna energie slunečního záření na elektrickou energii 1839 - objev fotovoltaického jevu (A. E. Becquerel ) 1877 první selénový FV článek (W. G. Adams a R. E. Day) 1954 křemíkový FV článek (D. M. Chapin, C. S. Fuller a G. L. Pearson) 1970 první FV článek na bázi GaAs heterostruktury (Alferov, Andreev a kol.) 1976 první FV článek na bázi amorfního Si ( D.Carlson and C. Wronski) 2008 instalovaný výkon FV elektráren překročil 14 GW p 2009 instalovaný výkon FV elektráren překročil 21 GW p

Generace volných nosičů náboje v materiálech s kovalentní vazbou 0 0 0 d x d x G x G tot ) ( exp ) ( ) ( ) ; ( ) ( Ve vzdálenosti x pod povrchem je generováno za jednotku času G tot párů elektron-díra Je-li koncentrace nerovnovážných nosičů Dn, za jednotku čau rekombinuje R párů elektron-díra n dt n d R rec D D V ustáleném stavu je dynamická rovnováha

Část sluneční energie se využila na generaci volných nosičů nanokrystalický Si V homogenním materiálu je Dn = Dp (elektroneutralita)

Polovodičové fotovoltaické články Pro vytvoření potřebného rozdílu potenciálu je možno využít struktury s vestavěným elektrickým polem Vhodné struktury jsou: přechod PN heteropřechod (kontakt dvou různých materiálů). Generovaná proudová hustota J PV ( ) H Dn qg( ) dx q dx H 0 0 n J sr (0) J sr ( H )

V-A charakteristika fotovoltaických článků V-A charakteristika přechodu PN J 01 n 2 i D e L n n 1 p p0 D L p p 1 n n0 J 02 eu j eu j J J 01 exp 1 J kt 02 exp 2kT enid sc Paralelní odpor R p 1 R s I Sériový odpor R S A ill ozářená plocha A - celková plocha I PV D R p U R L Napětí na článku U = U j - R s I I U R I kt s s AillJ PV I01 exp e 1 I02 exp e 1 U R I 2kT U RsI R p

V-A charakteristika fotovoltaického článku a její důležité body Parametry závisejí na intenzitě dopadajícího záření Parametry U OC, I SC, U mp, I mp, P m = U mp I mp ( STC: 25 C, 1 kw/m 2, AM= 1,5) Činitel plnění U mp P I in mp FF U U mp OC I I mp SC účinnost článku

I (A) Vliv teploty na V-A charakteristiku a na účinnost 3,5 3 2,5 2 T U OC 0 1,5 1 0,5 0 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 U (V) 25 C 35 C 45 C 55 C 65 C 75 C 85 C 95 C U FV článků z c-si 1 U OC U T OC 0,4%/ K 1 T 0.5%/ K S rostoucí teplotou roste R s a klesá R p

Základní typy článků Krystalický Si Tenkovrstvé články CuInSe 2 amorfní křemík amorfní SiGe CdTe/CdS

Materiály a technologie pro fotovoltaické články Nové materiály Gratzel, DSSC polymery nanotechnologie 88% 12% R&D

Články z krystalického křemíku vývoj technologie

FV články a moduly z krystalického Si (c-si) FV články jsou realizovány z destiček krystalického Si o tloušťce 0,15 0,3 mm a hraně 100 až 200 mm c-si mono (43,4%) Ztráty materiálu při řezání cca 40% c-si multi (46,5%) c-si ribbon (2,6%) Polykrystalické pásky o šířce 100 až 150 mm a délce až 7 m jsou rozřezány laserem - minimální ztráty

Výroba FV článků z c-si

Výroba fotovoltaických článků (c-si) textura povrchu leptáním SiN(H) antireflexní vrstva a pasivace kontakty realizovány pomocí sítotisku (Ag a Al/Ag pasty) 15% 17%

FV článek ~0.5 V, ~30 ma/cm 2 Pro praktické použití je třeba články spojovat do série do modulů FV moduly musí být odolné proti vlhkosti, větru, dešti, krupobití (kroupy o průměru 25 mm), teplotním změnám (od -40 do +85 C) písku a mechanickému namáhání. Odolnost vůči napětí > 600 V Požadovaná životnost: 20 30 let

Sériově zapojené FV články: všemi články teče stejný proud R s R s R s R s R p R p R p R p Optimální situace: I n článků n + 1 článků Všechny články mají stejný I mp Pokud články mají různý I mp, pracují mimo bod maximálního výkonu a účinost klesá U

Technologie modulů z c-si pájení těsnění tvrzené sklo EVA krycí folie (tedlar) Al rám krycí folie (tedlar) FV články tvrzené sklo EVA

Provozní teplota FV článků a modulů Provozní teplota FV článků v modulu závisí na teplotě okolí. Intenzitě dopadajícího záření na konstrukci modulu NOCT (Nominal Operating Cell Temperature) je definována jako teplota článků T c při teplotě okolí T a = 20 C. intenzitě slunečního záření G = 0.8 kwm 2 a rychlosti větru 1 ms 1. r thcab db b T c 1 h b T a r r thcaf thca G d f f ab 1 h f r thca r r thcaf thcaf r r thcab thcab Na zadní straně modulu je možno měřit teplotu modulu T mod T c T mod DT G G SCT

Stav výroby FV článků a modulů

Terrawattová éra: Vývojové trendy

Síťová parita. 2,5 EUR/W p

Podstatné snížení ceny Si: 2008 > 500 USD/kg 2010.. 54 USD/kg Snížení ceny modulů z krystalického křemíku

Další cíl EU: V roce 2020 dosáhnout výroby 10% celkové elektrické energie pomocí fotovoltaiky při ceně nižší než 0,1 /kwh