Sisteme fotovoltaice

Sisteme fotovoltaice

1.Generalitati

Energia solara fotovoltaica este tipul de energie solara bazata pe efectul fotovoltaic care inseamna conversia directa a luminii in energie electrica.

Raportul dintre energia electrica produsa si energia radianta incidenta pe suprafata modulelor determina randamentul celulelor solare (h

In prezent, piata de desfacere se bazeaza pe modulele realizate pe baza de siliciu, care ocupa un rol insemnat in aria tehnologiilor cu semiconductori.

2.Celula sola fotovoltaica

Unitatea de baza prin care se obtine conversia energiei solare in energie electrica este celula fotovoltaica, care reprezinta un convertizor instantaneu, care va furniza energie electrica doar daca primeste energie sub forma radiatiei solare. O celula amplasata intr-un loc complet obscur se va comporta ca un element pasiv, energia electrica furnizata fiind nula.

Un lucru foarte important este ca o celula solara fotovoltaica nu poate fi asimilata nici cu un generator de tensiune constanta, nici cu un generator de curent constant. Constructia efectiva a unei celule fotovoltaice se bazeaza pe proprietatea materialelor semiconductoare care au proprietatea de a elibera electroni in momentul bombardarii cu fotoni (Fig. 2.4.).

Fig. 2.4 Celula solara fotovoltaica

Elementul de baza al celulelor solare fotovoltaice este siliciul.

La proiectarea sistemelor fotovoltaice este foarte important ca celulele solare sa functioneze la punctul maxim de putere.

Punctul maxim de putere (Wp-watt peak) al unei celule solare fotovoltaice corespunde conditiilor standard de testare si anume:

valoarea radiatiei solare: 1000W/m²

temperatura mediului : 25sC

spectrul solar AM 1 (spectrul solar, pentru Soarele la zenit-care prezinta absorbtie minima).

3. Aplicatii

Sistemele fotovoltaice pentru orice aplicatie si pentru orice dimensiune pot fi construite prin conectarea mai multor module intre ele. Constructia modulara, cum ar fi in cazul unor mici aplicatii independente este un avantaj major al acestora.

Livrarea de energie de la cativa microwatt pana la mai multi megawatt poate fi obtinuta pe baza acelorasi principii utilizate in faza de proiectare.

Toate aplicatiile cu generatoare fotovoltaice au proprietati caracteristice de baza, cum ar fi (Fig. 2.5.):

Fig. 2.5 Sistem PV - Schema bloc generala

generatorul solar livreaza electricitate numai in conditii de iluminare ;

cantitatea de curent depinde de intensitatea radiatiei solare;

generatorul solar livreaza direct curent;

acesta are un maxim de putere determinat de caracteristica tensiune - curent.

O alimentare sigura pentru lungi perioade de timp este obtinuta prin diverse masuri:

• stocarea energiei in baterii reincarcabile;
• utilizarea unui generator secundar (exemplu, un generator diesel pentru perioadele cu nori);
• functionarea in paralel cu reteaua.

Au fost realizate baterii speciale dedicate aplicatiilor solare cu un prag de descarcare jos si cu o durata de viata lunga (cateva mii de cicluri incarcare/descarcare). Acestea trebuie intotdeauna sa functioneze impreuna cu un regulator de incarcare, care controleaza automat regimul de incarcare / descarcare, prevenind astfel supraincarcarea sau descarcarile adanci.

Cele mai importante aplicatii fotovoltaice sunt sistemele autonome pentru zonele izolate (pentru alimentarea unor statii de transmisie, pompe de apa, sisteme de semnalizare, statii de masura, locuinte izolate).

In aceste cazuri, intretinerea usoara si completa independenta fac si mai atractive utilizarea solutiilor de alimentare cu sisteme fotovoltaice.

Din acest motiv, aplicatiile fotovoltaice pot avea o dispersie foarte mare, chiar si in tarile mai putin dezvoltate care nu au o infrastructura dezvoltata.

Sisteme mici pentru alimentarea cu energie a pompelor de apa (apa potabila sau apa pentru irigatii) sunt bune solutii pentru aceste zone.

Pentru alimentarea consumatorilor in c.a., curentul obtinut de la generatorul solar fotovoltaic trebuie convertit prin intermediul unui invertor.

In mod uzual, modulele fotovoltaice sunt montate pe suporti metalici.

Fig.2.6. Unitati PV / invertor standardizate, conectate la retea - Schiedam si Peten - (Olanda) si Setubal (Portugalia)

In domeniul fotovoltaic sunt avute in vedere:

• reducerea costurilor pentru celule si module, prin costuri de productie scazute si imbunatatirea eficientei;
• cresterea performantelor si reabilitarea sistemelor prin imbunatatirea componentelor si a sistemelor de testare.