مقاله انرژی خورشیدی، صفحات فوتوولتائیک ونیروگاه خورشیدی

مقاله انرژی خورشیدی، صفحات فوتوولتائیک ونیروگاه خورشیدی

دسته بندی	برق
فرمت فایل	docx
حجم فایل	2.118 مگا بایت
تعداد صفحات	58

برای دانلود فایل روی دکمه زیر کلیک کنید
دریافت فایل

2-2 سلول های خورشیدی

سلول خورشیدی عبارت است از قطعات نیم رسانایی که انرژی خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند . رسانندگی این مواد به طور کلی به دما ، روشنایی ، میدان مغناطیسی و مقدار دقیق ناخالصی موجود در نیم رسانا بستگی دارد . سلول خورشسدی که عنصر اصلی تشکیل دهنده یک آرایه فوتوولتائیک است از یک پیوند نیمه هادی p-n از جنس سیلیکن ساخته می شود.

برخورد فوتون های نور خورشید به سلول خورشیدی سبب تولید الکترون در نیمه هادی گشته و با اتصال بار الکتریکی جریان الکترریکی جاری می شود . از ویژگی های سلول خورشیدی می توان به این موارد اشاره کرد : جای یادی اشغال نمی کنند ، قسمت متحرک ندارند ، بازده آنها با تغییرات دمایی محیط تغییرات چندانی نمی کند ، نسبتا به سادگی نسب می شوند ، به راحتی اب سیستم های به کار رفته در ساختمان جور می شوند . همچنین از اشکالات سلول های خورشیدی می توان به تولید وسایل فوتوولتائیک که هزینه زیادی دارد و چگالی انرژی تابشی که بسیار کم است اشاره کرد که در فصول مختلف و ساعات متفاوت شبانه روز تغییر می کند و باید ذخیره شود و این موضوع بسیار هزینه بر است . فرایند تبدیل انرژی در یک سلول خورشیدی در شکل (2-1) مشاهده می شود .

شکل (2-1)

یک سلول خورشیدی از جنس سیلیکن ، ولتاژی بین 5 تا 6 ولت تولید می کند و به همین دلیل تعداد زیادی از سلول ها را در یک ماژول خورشیدی به صورت سری متصل می کنند ت سطح ولتاژ بیشتری حاصل شود . برای اینکه سطح ولتاژ و جریان مورد نیاز بار الکتریکی تامین شود ، مجموعه ای از ماژول های خورشیدی به صورت سری و موازی متصل می شوند و این مجموعه مانند شکل زیر یک آرایه خورشیدی را بوجود می آورد .

شکل (2-2) آرایه خورشیدی

بدلیل تغییر میزان الکترون های تولید شده در سلول با تغییر شدت نور تابیده شده بر آن ، مشخصه الکتریکی سلول تغییر می نماید . در شکل (2-3) منحنی مشخصه های خروجی یک سلول خورشیدی بدلیل تغییر میزان الکترون های تولید شده در سلول با تغییر شدت نور تابیده شده بر آن ، مشخصه الکتریکی سلول تغییر می کند . در این شکل چنانچه دیده می شود ، جریان تولید شده توسط سلول خورشیدی تغییرات زیادی با تغییر تابش شدت نور دارد و توان الکتریکی تولید شده توسط آن نیز تغییرات زیادی خواهد داشت .

شکل (2-3) مشخصه های خروجی یک ماژول

2-3 مبانی فیزیکی سلول های خورشیدی

ساختمان اتمی کلیه مواد متشکل از الکترون ها پروتن ها ونترون ها می باشد . پروتن ها با ابر مثبت و نو ترون ها با بار خنثی تشکیل دهنده هسته اتم هستند . و الکترون ها با وزن بسیار کم و بار الکتریکی منفی در مدار های مجاز به دور هسته در حال چرخشند . اگر چه اتم دارای ذرات باردار است ولی از نظر الکتریکی خنثی می باشد . چگونگی توزیع وتعداد الکترون ها در سطحی ترین مدار اتم که دارای بالاترین سطح انرژی می باشد تعیین کننده بیشترین خواص الکتریکی و حرارتی ماده است . در یک عایق الکترون های مدار کامل هستند وتفاوت انرژی این مدار تا انرژی مدار بعدی ( موسوم به باند هدایت ) بسیار زیاد می باشد به طوری که تحت شرایط عادی انتقال الکترون های والانس به باند هدایت امکان پذیر نمی باشد .