PV SISTEMI

 

ENERGETSKI POTENCIJAL SUNČEVOG ZRAČENJA

 

Procjena potencijala solarne energije po pravilu zahtijeva i zemaljska i satelitska mjerenja: precizni rezultati mjerenja na tlu interpoliraju se na osnovu podataka dobijenih satelitskim mjerenjima u širokom opsegu, u cilju što bolje procjene distribucije sunčevog zračenja na čitavoj teritoriji koja je predmet razmatranja (proces korelacije). U Crnoj Gori trenutno nijesu dostupni pouzdani podaci dobijeni mjerenjima na tlu, pa je stvaranje solarnih mapa zasnovano samo na satelitskim podacima.

Zbog relativno male površine teritorije Crne Gore, ne mogu se zapaziti velike razlike u prosječnim vrijednostima sunčevog zračenja. Crna Gora pokazuje veliki potencijal za uvođenje sistema za korišćenje solarne energije, budući da broj časova sijanja sunca (insolacija) iznosi preko 2.000 časova godišnje za veći dio teritorije Crne Gore i više od 2.500 časova godišnje duž morske obale. Količina sunčevog zračenja u Crnoj Gori, posebno u priobalnom i centralnom području, može se uporediti sa količinom sunčevog zračenja u Grčkoj ili Južnoj Italiji. Tačnije, Podgorica ima veću godišnju količinu solarne energije (1602 kWh/m2) u odnosu na druge gradove Jugoistočne Evrope (kao što su Rim ili Atina).

 

pv-sistem

Fotonaponske ćelije

 

Fotonaponski efekat i fotonaponske ćelije i sistemi pripadaju znatno više naučnim oblastima,kao što je elektrotehnička,tehnologija materijla,nanotehologije,nego termodinamika i prenos toplote i mase ali kao nezaobilazni vid korišćenja Sunčeve energije,ovde će biti obradjene u izbornom obliku.

Osnovni principi funkcionisanja fotonaponske ćelije

Silicijum je najpoznatiji poluprovodnički element i drugi hemijski elementi po rasprostranjenosti u prirodi .Atom Si sadrzi 14 elektrona smještenih u tri orbite. Prve dve su popunjene,dok se u trecoj nalazi 4 elektrona umesto osam,koji bi je potpuno popunili. Na taj način silicijum formira kristalnu strukturu u kojoj su susedni atomi spojeni zajedničkim elektronima u trećoj orbiti. Ukoliko se u ovu strukturu ubaci element kao što je fosfor (P), koji u poslednjoj orbiti ima , na primer pet elektrona (silicijum se “dopinguje “), jedan elektron će ostati van čvrste medjuatomske veze, vezan slabim vezama za sopstveno jezgro. Ovaj elektron se lako oslobadja te veze delovanjem dodatne energije , kakva je energija fotona elektromagnetnog zračenja (svetlosti pre svega) i na taj način postaje slobodan . Ovdje se radi o n-tipu poluprovodnika.

S druge strane, ukoliko se silicijum dopinguje elementima koji imaju tri elektrona u poslednjoj orbiti, kao što je bor na primer (B) vaze izmedju atoma će imati “šupljine “, mesta nepopunjena elektronima. Na ovaj način dobija se r-tip poluprovodnika. Kombinacijom ova dva tipa poluprovodnickog materijala , dobija se praktično i dalje električno neutralni materijal, jer slobodni elektroni nalaze svoje mesto u slobodnim šupljinama .Medjutim, ukoliko se izmedju n i p sloja postavi neutralan razdvajajući sloj što je šematski prikazano na slici ,pojavice se razlika napona na spoljnim povrsinama ovog poluprovodnickog “sendviča”

Sloj poluprovodnika n tipa izložen je dejstvu svetlosti koja proizvodi slobodne elektrone u sloju i time stvara razliku potencijala, gornjeg i donjeg sloja poluprovodničkog materijala .

Pored definisanih n,p i p-n poluprovodničkih slojeva, klasična fotonaponska ćelija na vrhu poseduje antirefleksni transparentni sloj, zatim metalni kontakt (kontaktnu mrežu) na n sloju , slede tri opisana poluprovodnička sloja i reflekcivna metalna ploča –kontakt sa zadnje strane ćelije . FN ćelija se priključuje na odgovarajući potrošač i električno kolo je zatvoreno .

Zanimljivo je istaći da prosečna debljina klasične silicijumske FN ćelije iznosi samo 300µm, a negativni n sloj samo 2µm.

Jedna klasična silicijumska FN ćelija ima dimenzije 10x10 cm (veoma je rijetko veća). Kako se njen uobičajeni radni napon kreće oko 0,5V, pribegava se povezivanju ovih ćelija u solarne FN module i veće panele , gdje su FN ćelije spojene redno , kako bi se dobio uobičajeni napon od 12 V ( dalje je moguće paralelno povezivanje u panelu) . U suštini moguće su sve kombinacije serijskog i paralelnog povezivanja celija . FN ćelija priključena na potrosača daje jednosmernu struju ( DC).

Kao što je rečeno u odeljku o solarnim sistemima , ona se dalje inverterom može prevesti u naizmeničnu struju odgovarajućih karakteristika (AC).

Troškovi proizvodnje električne energije korišenjem savremenih FN ćelija danas se kreću izmedju 0,50€/kWh i 0,25€/kWh, što je u poredjenju sa cijenama električne energije proizvedene na klasičan način i dalje visoka cijena. Evropske cijene električne energije kreću se u rasponu od 0,04-0,09€/kWh.

Na jedno pitanje nije odgovoreno u razradi ovog odeljka, što se dešava sa energijom zračenja koja se ne transformiše u električnu energiju? Kao i u opštem slučaju: jedan manji dio Sunčevog zračenja se reflektuje sa površine FN ćelije , što se izbjegava postojanjem antirefleksnog sloja, dio kratkotalasnog Sunčevog zračenja se apsorbuje na silicijumskom poluprovodniku ,jedan dio se pretvara u električnu, a drugi dio u toplotnu energiju .Sunčevo zračenje manjih energija iznad vidljivog dijela spektra (do talasne duzine od 1,15µm) silicijumska FN ćelija propušta ,do visokoreflektivnog zadnjeg metalnog kontakta sa koga se odbija nazad u atmosferu . U svakom slučaju , zagrijevanje FN ćelije smanjuje njenu efikasnost i kod čistih FN sistema se pokušava izbjeći i ugradnjom rashladnih sistema.

FOTOGALERIJA

 

 

brosura
konsultacije
licence
novosti
fotogalerije
elektrifikacija-katuna

Sistem d.o.o. Podgorica, zastupa svjetske brendove prozvođača opreme za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora energije:


studer
conergy
southwest-windpower
helional-solar-thermal-systems