Celule Solare Amorfe

Celule solare amorfe

Aceste celule ating un grad avansat de îmbătrânire de până la 25 % în primul an de funcţionare de aceea pentru acest tip de panouri solare în caracteristicile tehnice din documentele de însoţire nu se dă puterea atinsă la fabricaţie ci puterea de după procesul de îmbătrânire. Ca urmare acest tip de panouri au caracteristici mai bune la cumpărare decât cele din documente. Îmbătrânirea se produce sub acţiunea luminii şi este rezultatul aşa numitului efect Staebler-Wronski(SWE). În cadrul acestuia siliciul hidrogenat amorf (a-Si:H) metastabil trece printr-o fază de creştere concentraţiei defectelor cu un ordin de mărime, paralel cu scăderea conductivităţii şi deplasarea nivelului Fermi către mijlocul distanţei dintre banda de valenţă şi banda de conducţie. După cca 1000 ore de expunere la soare, celulele de siliciu amorf ating un grad de saturare stabil.

Caracteristici tehnice

Parametrii tehnici ai celulelor solare sunt daţi pentru condiţii standard (STC, Standard Test Conditions):

• intensitate luminoasă de 1000 W/m2 în zona panoului,

• temperatura celulei solare constanta, 25 °C,

• spectrul luminii AM 1,5 global; DIN EN 61215, IEC 1215, DIN EN 60904, IEC 904.

AM 1,5 global indică slăbirea luminii solare la suprafaţa pământului în funcţie de latitudine datorită parcurgerii unei mase mai mari de aer proporţional cu latitudinea (în acest caz se consideră latitudinea de 50°). Aceasta corespunde condiţiilor de vară din Europa centrală din nordul Italiei până în centrul Suediei. În iarnă condiţiile corespund unor valori de AM 4 până la AM 6. Prin absorbţie atmosferică şi spectrul luminii ce cade pe panou se deplasează. Global indică faptul că lumina este compusă atât din lumina difuză cât şi din cea directă.

Este de remarcat că în realitate îndeosebi vara la prânz, temperatura celulelor solare (în funcţie de poziţie, condiţii de vânt etc.) poate atinge 30 până la 60 °C ceea ce are ca urmare o scădere a randamentului. Din acest motiv se ia în calcul un alt parametru, PNOCT care indică puterea la temperatura de funcţionare normală (normal operating cell temperature).

Caracteristica curent-tensiune a unei celule solare, luminat şi neluminat

Prescurtări utilizate:

• SC: Short Circuit - scurtcircuit

• OC: Open Circuit - mers în gol

• MPP: Maximum Power Point - punctul de putere maximă

• PR: Performance Ratio Qualitätsfaktor ,factor de performanţă, indică porţiunea în care panoul furnizează curentul la valori nominale.

Caracteristicile unei celule solare sunt:

• tensiunea de mers în gol UOC (auch VOC)

• curentul de scurtcircuit ISC

• tensiunea în punctul optim de funcţionare UMPP (auch VMPP)

• curentul în punctual de putere mazimă IMPP

• puterea maximă estimatăPMPP

• factor de umplere

• Randamentul celulei solare la o suprafaţă iluminată A şi intensitate luminoasă Popt

Celulele solare deci pot ceda o putere de 160 W/ m². Incluse în module puterea pe suprafaţă va fi mai scăzută pentru că între celule şi marginea modulului este o distanţă.Aceste celule au o gama larga de utilizare:panouri solare pentru alimentarea cu energie electrica a locuintelor,se utilizeaza la sateliti,pot servi la fabricarea aparatelor de marcat ale parcarilor,etc....

Utilizare casnică

Colectoare solare (stânga) şi Panouri solare pe acoperiş de bloc panouri solare (dreapta) integrate în acoperiş

În utilizarea casnică panourile solare au o importanţă mai mare în cazul locuinţelor izolate fără racord la reţeaua de curent alternativ. În general în sistemele mai evolute, opţional pe lângă panouri se mai montează:

• o baterie de acumulatore pentru a pute livra energie şi în lipsa luminii solare

• un regulator de tensiune pentru prevenirea supraîncărcării bateriei

• un dispozitiv de deconectare în cazul descărcării sub limită a acumulatoarelor

• un dispozitiv de măsurare ce indică direcţia de alimentare şi cantitatea de energie produsă/consumată

• în cazul utilizării de consumatori de current alternativ, este nevoie şi de un invertor. În acest caz la locuinţele racordate la reţeaua de curent alternativ teoretic ar exista posibilitatea eliminării din schemă a bateriei de acumulatoare, energia suplimentară fiind măsurată în ambele direcţii (la surplus sau lipsă).