Energia solare - Tipi di fotovoltaico
La tecnologia fotovoltaica utilizza due tecnologie; forma cristallina e silicio amorfo. L'amorfo è ancora una nuova esplorazione e potrebbe richiedere più tempo per ottenere prestazioni ottimali.
Cellule cristalline
La tecnologia del silicio cristallino fornisce due tipi di celle fotovoltaiche:
Mono-crystalline cells- La cella solare monocristallina è costituita da un singolo cilindro di cristallo tagliato per produrre tutti i wafer nella matrice. I wafer sono di forma circolare, anche se a volte possono essere tagliati in altre variazioni di forma per scopi di utilità del cristallo. È caratterizzato da un colore blu uniforme. Altre caratteristiche includono:
Efficienza relativamente alta, tra tutte le tecnologie fotovoltaiche, oggi disponibili.
Celle più costose perché sono sviluppate dallo stesso cristallo.
Le celle sono rigide e devono essere ben posizionate e montate su un supporto rigido.
Poly-crystalline cells- Queste sono anche conosciute come cellule maltato-cristalline e sono realizzate colando il silicio in uno stampo quadrato. Il cast risultante viene quindi tagliato in una serie di wafer quadrati. Il blocco quadrato è costituito da diversi cristalli composti da matrici di variazioni blu. Questa è la tecnologia alla base della superficie scintillante simile a una pietra preziosa di alcuni pannelli solari oggi sul mercato. Le celle policristalline hanno caratteristiche distinte, tra cui:
Leggermente meno efficiente rispetto alle celle monocristalline.
Più economico del monocristallino.
Meno spreco di materiale (silicio purificato).
Dati i pannelli solari della stessa specifica, il pannello policristallino è leggermente più largo della controparte monocristallina.
Cellule amorfe
Thin-Film PVs- L'uso della forma amorfa di silicio per realizzare celle fotovoltaiche è una nuova tecnica che gli esperti stanno ancora ricercando per arginare le sfide delle forme cristalline. Le caratteristiche di questa tecnologia includono:
Sono molto più economici di entrambe le forme cristalline.
Sono flessibili. Pertanto, dovrebbero avere un supporto mobile per utilizzare al meglio questa caratteristica. Tuttavia, la forma della superficie dovrebbe accogliere il pannello per motivi di sicurezza.
Meno suscettibile alla perdita di potenza dovuta alla perdita di cellule. Inoltre, sono più potenti in un ambiente scarsamente illuminato.
Meno durevole. Degenerano gradualmente in termini di produzione di energia soprattutto per il primo mese prima di acquisire stabilità.
Meno efficiente nella produzione di energia e quindi copre uno spazio maggiore
La nuova tecnologia permette di montare il pannello su vetri e superfici curve.
Proprietà del circuito fotovoltaico
Di seguito viene fornito un circuito equivalente di una cella fotovoltaica:
Corrente ottenuta, I ph = Area della cella * Intensità della luce, H * fattore di risposta, ξ.
Dato, perdita dovuta alla resistenza del conduttore = R p
Perdita dovuta a conduttori non ideali = R s
Se la cella produce corrente I a una tensione V, allora, la relazione tra I e U di una singola cella è espressa come -
Corrente, $ I \: = \: I_ {ph} -I_ {o} [\ exp \ lgroup \ frac {\ lgroup U_ {cell} + I_ {cell} R_ {s} \ rgroup} {U_ {t}} -1 \ rgroup] - \ frac {\ lgroup U_ {cell} + I_ {cell} R_ {s} \ rgroup} {R_ {p}} $
Dove la tensione termica è data da $ U_ {t} \: = \: \ frac {qkT} {e} $
La temperatura è in Kelvin e K = 1,38 -23 (cost di Bowman), e = 1,602e -19 .
Ottenendo il massimo I e U, possiamo ottenere la massima potenza.
I max si ottiene quando V = 0 cioè cortocircuito mentre V max si ottiene quando I = 0 cioè circuito aperto.
Note - Le celle in parallelo aggiungono corrente mentre le celle in serie aggiungono tensione.