5. Cấu trỳc của luận văn
2.1. Hệ thống điện năng lượng mặt trời hũa lưới
2.1.1. Pin mặt trời
Pin năng lượng mặt trời (hay pin quang điện, tế bào quang điện), là thiết bị bỏn dẫn chứa lượng lớn cỏc Điot P-N, duới sự hiện diện của ỏnh sỏng mặt trời cú khả năng tạo
Hiệu suất là tỉ số của năng lượng điện từ ỏnh sỏng mặt trời. Vào buổi trưa một ngày trời trong, ỏnh mặt trời tỏa nhiệt khoảng 1000 W/m². Trong đú, 10% hiệu suất của 1module 1m² cung cấp năng lượng khoảng 100 W. Hiệu suất của pin mặt trời thay đổi từ 6% từ pin mặt trời làm từ Silic khụng thự hỡnh, và cú thể lờn đến 30% hay cao hơn nữa.
Pin mặt trời được sản xuất và ứng dụng phổ biến hiện nay là cỏc pin mặt trời được chế tạo từ vật liệu tinh thể bỏn dẫn Silicon (Si) cú hoỏ trị 4. Từ tinh thể Si tinh khiết, để cú vật liệu tinh thể bỏn dẫn Si loại n, người ta pha tạp chất Donor là Photpho (P) cú hoỏ trị 5. Cũn để cú vật liệu bỏn dẫn tinh thể loại p thỡ tạp chất Acceptor được dựng để pha vào Si là Bo cú hoỏ trị 3. Đối với pin mặt trời từ vật liệu tinh thể Si khi được chiếu sỏng thỡ hiệu điện thế hở mạch giữa hai cực vào khoảng 0,55V, cũn dũng ngắn mạch của nú dưới bức xạ mặt trời 1000W/m2 vào khoảng (2530) mA/cm3. Hiện nay cũng đó cú cỏc pin mặt trời bằng vật liệu Si vụ định hỡnh (a-Si). Pin mặt trời a-Si cú ưu điểm là tiết kiệm được vật liệu trong sản xuất do đú cú thể cú giỏ thành rẻ hơn. Tuy nhiờn, so với pin mặt trời tinh thể thỡ hiệu suất biến đổi quang điện của nú thấp và kộm ổn định khi làm việc ngoài trời.
Khi được chiếu sỏng, nếu nối cỏc bỏn dẫn P và N của một tiếp xỳc P-N bằng một dõy dẫn thỡ pin Mặt trời phỏt ra một dũng quang điện Iph. Vỡ vậy trước hết pin mặt trời cú thể xem tương đương như một nguồn dũng.
Lớp tiếp xỳc bỏn dẫn P-N cú tớnh chỉnh lưu tương đương với một Điốt. Tuy nhiờn khi phõn cực ngược, do điện trở lớp tiếp xỳc cú giới hạn, nờn vẫn cú một dũng điện được gọi là dũng dũ qua nú. Đặc trưng cho dũng dũ qua lớp tiếp xỳc P-N người ta đưa vào đại lượng điện trở sơn Rsh.
Khi dũng quang điện chạy trong mạch, nú phải đi qua lớp bỏn dẫn P và N, cỏc điện cực, cỏc tiếp xỳc,… Đặc trưng cho tổng cỏc điện trở của cỏc lớp đú là một điện trở Rs nối tiếp trong mạch (cú thể coi là điện trở trong của pin mặt trời).
Sơ đồ điện tương đương của Pin mặt trời:
+ - I ID Ish I + - Rsh Rs V
Áp dụng luật Kirholf 1 ta cú phương trỡnh: exp ( ) 1 q V R I V R I s s I I I I I I D sh ph s nkT R sh