PV - WordPress.com

2. Bölüm
Güneş Enerjisi Sistemleri ve Fotovoltaik
(PV) Paneller
Doç. Dr. Ersan KABALCI
AEK--207 GÜNEŞ ENERJİSİ İLE ELEKTRİK ÜRETİMİ
AEK
PV ile Elektrik Arasındaki İlişki
2
PV ile Elektrik Arasındaki İlişki
 Elektromanyetik ışıma (radyasyon ve ışık), foton paketleri halinde
dünyaya ulaşır.
 Her bir foton grubu, E=h.f miktarında enerji taşır. Burada, h= Plank
sabiti, f ise radyasyonun frekansıdır.
 Atomdaki elektronlar farklı enerji seviyelerinde bulunur. Eğer bir
fotonun taşıdığı enerji atoma nüfuz ederse elektron bir enerji
seviyesinden diğerine taşınır.
3
PV ile Elektrik Arasındaki İlişki
 Enerji bantları birbirinden boşluklarla ayrılırlar ve alttaki enerji
bandına valans bandı, üstteki enerji bandına ise iletim bandı denir.
 Bir iletkende, elektronlar her iki bantta da yer alır ve kesişirler.
 Yalıtkanda ise valans bandı doluyken iletim bandı boştur ve hiçbir
zaman kesişmezler.
 Bir yarıiletkende elektronlar her iki bantta bulunurken bantlar
arasında küçük bir boşluk vardır.
4
PV ile Elektrik Arasındaki İlişki
 Silisyum, valans bandında 4 elektron bulunan bir yarı iletkendir.
 Birisi 5 valans elektronu bulunan bir katman (n-tipi katman), diğeri
ise 3 valans elektronu bulunan bir katman (p-tipi katman) olmak
üzere iki yarı iletken katman bir araya getirilir.
 n-tipi katmanda serbest elektron, p-tipi katmanda ise oyuklar
bulunmaktadır.
 N ve P tipi katmanların yan yana yerleştirilmesine jonksiyon denir.
5
PV ile Elektrik Arasındaki İlişki
e
-
e-
e
B
e-
e-
e-e-
e
e-
e
e
e
e e
e
e
e
e
e
P
e
e
-
e e
e
Silisyum Si14, Bor B5, Fosfor P15
6
e-
N
Si
- ---e
ee
ee
e - ee e ee
e
e
e-
e
e-
ee-
PV’de Elektrik Üretiminin Aşamaları
Protons (P+)
Neutrons
(e-)
7
Silisyum Solar Hücrenin Yapısı
8
Bir PV Sisteminin Bileşenleri
 Modül- Bir çok solar hücrenin bir araya gelmesiyle oluşturulan
sistem,
 Evirici- Modül çıkışındaki DA gerilimi AA gerilime ve güce
dönüştüren, gerilim ve frekans ayarı yapabilen, şebekeyle entegre
çalışabilen sistem,
 Yoğunlaştırıcı Aynalar- Termal güneş enerji sistemlerinde ışığın
odaklanması için kullanılan lenstir.
 Bunların dışında konvertör ve aküler de sistemde bulunabilir.
9
PV Hücrelerin Çeşitleri
 Tek kristal,
 Çoklu kristal,
 İnce film amorf silisyum (silikon),
Koruyucu Cam Tabaka
Yansıma Önleyici
Elektriksel Bağlantı
N
 İnce film bileşimli yarı iletkenler,
P-N Jonksiyon
P
 İnce film çoklu kristal,
Elektriksel Bağlantı
 Nano kristal boya-etkili hücreler,
 Plastik hücreler,
10
Akım
Yük
PV Hücrelerin Çeşitleri
11
PV Hücrelerin Çeşitleri
12
PV Hücrelerin Çeşitleri
13
İnce Film Bileşimli Yarı İletkenler
 Kadmiyum Tellür [Cadmium telluride (CdTe)]
 Bakır-Indiyum-Diselenyum
[Copper-indium-diselenide
CIS)]
 Bakır-Indiyum-Galyum-Diselenyum(CIGS)
 Galyum Arsenit [Gallium arsenide (GaAs)]
14
(CuInSe2,
İnce Film Bileşimli Yarı İletkenler
15
Modül Verimini Etkileyen Faktörler
 Solar Işıma- verim bileşimsiz hücrelerde 500 W/m2 civarındadır .
 Sıcaklık- verim artan sıcaklıkla ters orantılı olarak düşer, c-Si ve
CIGS hücrelerde çok, Si ve CdTe hücrelerde az etkilidir.
 Toz- Verimi %3-6 arasında düşürür.
16
Modül Verimi ve Solar Işıma
17
Sistem Verimi
 Solar sistemin verimi;
 Modül verimi,
 Evirici verimi ve
 MPPT veriminin
toplamıdır.
18
Evirici ve MPPT Verimi (Hesaplama Sonucu)
19
Farklı Işımalarda Maksimum Güç Noktasını (MPP) Üreten akımakımGerilim Eğrisi
20
I-V ve PP-V Eğrisi
Bir PV hücresinin elektrik eşdeğer
devresi
Gref = 1000 W/m2 Standard Işıma
Tref = 25°C veya 298 K
Standard Sıcaklık
21
22

Download Report