Năng lượng mặt trời (phần 2) (NĂNG LƯỢNG tái tạo SLIDE)

Ch 2: Năng lượng mặt trời 2.2 Tế bào quang điện 2.3 Đặc tính I-V pin quang điện 2.4 Ảnh hưởng tượng bóng che Bài giảng Tế bào quang điện Bài giảng Xu hướng giá thành pin quang điện Bài giảng 3 Sản lượng PV giới Bài giảng Các nguyên tố quan trọng Bài giảng Cấu tạo ký hiệu nguyên tố silic  Nguyên tử silic có điện tử hóa trị, với ký hiệu thường dùng hình bên phải Bài giảng Mạng tinh thể silic  Các nguyên tử silic tạo liên kết hóa trị với nguyên tử lân cận theo cấu trúc tứ diện, tạo thành mạng tinh thể Cấu trúc giản lược có dạng phẳng Bài giảng Mức lượng  Khoảng cách vùng dẫn vùng hóa trị xác định loại vật liệu: vật dẫn, bán dẫn, hay cách điện Thế Fermi nằm vùng dẫn vùng hóa trị bán dẫn cách điện Bài giảng Hiệu ứng quang điện  Khi quang tử có lượng lớn 1,12 eV bị silic hấp thụ, điện tử đủ lượng để chuyển lên vùng dẫn, tạo điện Khi điện tử trở vùng hóa trị tái hợp với ion dương, tạo quang tử (nguyên tắc chế tạo diode phát quang – LED) Bài giảng Năng lượng silic bị chiếu sáng  Khi chiếu sáng mạng tinh thể silic, sinh ion dương mạng tinh thể, tạo điện  Các ion di chuyển đường dẫn hình thành (qua mạch tải)  Năng lượng quang tử E liên hệ với vận tốc c bước sóng λ: hc E= λ h số Planck (= 6,626.10−34 J.s) Bài giảng 10 Ví dụ 8.3 Bài giảng 27 Mạch tương đương xác PV  Nếu xét đến điện trở nối tiếp điện trở dây nối, điện trở song song dòng điện rị pin quang điện, mạch tương đương xác đây: Rs ISC I VOC Rsh Bài giảng V 28 Ghép pin quang điện  Các tế bào quang điện ghép với để thành pin quang điện, ghép với thành dãy pin quang điện Bài giảng 29 Ghép tế bào thành pin  Vì điện áp tế bào tương đối nhỏ, người ta thường ghép nối tiếp nhiều tế bào với để tạo điện áp phù hợp cho ứng dụng thực tế Bài giảng 30 Ví dụ 8.4  36 tế bào ghép nối tiếp thành pin Ở điều kiện chuẩn, tế bào có ISC = 3,4 A 25 °C I0 = 6.10-10 A Rsh = 6,6 Ω Rs = 0,006 Ω Tính điện áp, dịng điện, cơng suất phát điện áp tế bào 0,5 V Giải: Dòng điện phát ra: ( ) I = I SC − I e 38,9Vd − − Vd / Rsh = 3,16 A Điện áp công suất phát ra: Vmodule = n(Vd − IRs ) = 17,43 V Pmodule = Vmodule I = 17,43 × 3,16 = 55 W Bài giảng 31 Ghép pin thành dãy pin  Các pin ghép nối tiếp (để tăng điện áp) ghép song song (để tăng dịng điện) Bài giảng 32 Đặc tính I-V pin quang điện  Từ quan hệ I-V pin, xây dựng đặc tính I-V pin, tồn điểm công suất cực đại Bài giảng 33 Một số pin tiêu biểu Bài giảng 34 Ảnh hưởng nhiệt độ xạ Bài giảng 35 Ảnh hưởng bóng che  Xét trường hợp n tế bào nối tiếp, có tế bào bị bóng che (che khuất hẳn)  Điện áp pin sau tế bào bị che khuất: VSH n −1 = V − I ( Rsh + Rs ) n  Độ thay đổi điện áp tương ứng: ∆V = V − VSH V = + I ⋅ Rsh n Bài giảng 36 Ảnh hưởng bóng che Bài giảng 37 Ví dụ 8.6  Tấm pin ví dụ 8.4 có điện trở Rsh = 6,6 Ω (cho tế bào) Ở điều kiện chuẩn dòng điện I = 2,14 A điện áp V = 19,41 V Nếu tế bào bị che khuất dịng điện xem cũ, tính điện áp công suất, điện áp rơi công suất tiêu tán pin bị che khuất Giải: Sụt áp pin V ∆V = + I ⋅ Rsh = 14,66 V n Điện áp ngõ pin Vnew = V − ∆V = 4,75 V Bài giảng 38 Ví dụ 8.6 (tt) Cơng suất pin P = 4,75 × 2,14 = 10,1 W Điện áp rơi tế bào bị che Vc = I ( Rsh + Rs ) = 14,14 V Cơng suất tiêu tán tế bào Pc = Vc I = 30,2 W Bài giảng 39 Khắc phục tượng bóng che  Nếu cực tế bào, gắn diode đối song, tế bào bị che khuất, diode dẫn điện, nối tắt tế bào bị che Bài giảng 40 Khắc phục tượng bóng che  Ngồi cịn dùng diode chặn để ngăn dòng điện chạy vào nhánh song song có pin bị che khuất Bài giảng 41 ... quang tử có lượng lớn 1,12 eV bị silic hấp thụ, điện tử đủ lượng để chuyển lên vùng dẫn, tạo điện Khi điện tử trở vùng hóa trị tái hợp với ion dương, tạo quang tử (nguyên tắc chế tạo diode phát... Bài giảng Năng lượng silic bị chiếu sáng  Khi chiếu sáng mạng tinh thể silic, sinh ion dương mạng tinh thể, tạo điện  Các ion di chuyển đường dẫn hình thành (qua mạch tải)  Năng lượng quang... giảng 10 Ví dụ 8.1  Tìm bước sóng cực đại mà quang tử phải có để tạo hiệu ứng quang điện mạng tinh thể silic Giải: Để lượng tạo lớn lượng vùng cấm, bước sóng phải nhỏ bước sóng cực đại, cho bởi: