سيستم هاي فتوولتائيك2 - word (..docx) - فلسفه -

قسمتی از متن :

‏سيستم ‏هاي ‏فتوولتائيك

‏سيستم ‏هاي ‏فتوولتا‏ئی‏ک ‏كه ‏در ‏اصل ‏براي ‏كاربردهاي‏ ‏فضايي ‏ابداع ‏و ‏تكميل ‏شده‏ ‏بودند، ‏انرژي ‏نوري ‏را ‏مستقيما ‏به‏ ‏انرژي ‏الكتريكي ‏تبديل ‏مي ‏كنند.‏ ‏اصل ‏مقدماتي ‏در ‏اين ‏تكنولوژي‏ ‏پديده ” ‏فتوالكتريك “ ‏است ‏كه ‏اولين ‏بار ‏بوسيله ‏انيشتين‏ ‏مطرح ‏شد.

‏هميشه ‏وقتى ‏سخن ‏از ‏انيشتين ‏به ‏ميان ‏مى ‏آيد، ‏ذهن ‏ها‏ ‏متوجه ‏نظريه ‏نسبيت ‏و ‏پيامدهاى ‏انقلابى ‏آن ‏در ‏فيزيك‏ ‏مى ‏شود. ‏اما ‏كمتر ‏كسى ‏اين ‏نكته ‏را ‏به ‏خاطر ‏مى ‏آورد ‏كه‏ ‏اينشتين ‏همانطور ‏كه ‏در ‏اولين ‏انقلاب ‏علمى ‏قرن ‏بيستم‏ ‏يعنى ‏نظريه ‏نسبيت ‏سهيم ‏بود، ‏در ‏انقلاب ‏ديگر ‏يعنى‏ ‏فيزيك ‏كوانتومى ‏نيز ‏نقش ‏بسزايى ‏داشت. ‏حتى ‏جايزه‏ ‏نوبل ‏هم ‏به ‏خاطر ‏مقاله «‏اثر ‏فتوالكتريك » ‏كه ‏تاييدى ‏بر‏ ‏كوانتومى ‏بودن ‏نور ‏بود، ‏به ‏او ‏اهدا ‏شد.‏ ‏بر ‏اساس ‏اين ‏پديده ‏وقتي ‏كه ‏يك ‏كوانتوم ‏انرژي ‏نوري‏ ‏يعني ‏يك ‏فوتون ‏در ‏يك ‏ماده ‏نفوذ ‏مي ‏كند، ‏اين ‏احتمال‏ ‏وجود ‏دارد ‏كه ‏بوسيله ‏الكترون ‏جذب ‏شود ‏و ‏الكترون ‏انتقال‏ ‏پيدا ‏مي ‏كند.

‏انيشتين ‏به ‏مناسبت ‏توضيح ‏پديده ‏فوتوالكتريك ‏جايزه ‏نوبل‏ ‏سال ‏1921 ‏فيزيك ‏را ‏دريافت ‏كرد. ‏نظريه ‏فوتونى ‏او ‏نه ‏فقط‏ ‏نور ‏بلكه ‏سراسر ‏طيف ‏موج ‏هاى ‏الكترومغناطيسى ‏از ‏موج‏ ‏هاى ‏گاما ‏تا ‏موج ‏هاى ‏بسيار ‏بلند ‏را ‏دربرمى ‏گيرد ‏و ‏توضيح‏ ‏مى ‏دهد.

‏سلولهاي ‏فتوولتائي ‏يا ‏سلول ‏هاي ‏خورشيدي–‏كريستال‏ ‏هايي ‏هستند ‏كه ‏از ‏لايه ‏هاي ‏نازك ‏از ‏جنس ‏نيمه ‏هادي‏ )‏سيليكون ‏و ‏آرسينورگاليم( ‏ ‏ساخته ‏شده ‏اند. ‏سلولهايي ‏كه ‏از‏ ‏سيليكون ‏ساخته ‏مي ‏شوند ‏از ‏لحاظ ‏تئوري ‏بازده ‏ماكزيمم‏ ‏حدود ‏22 ‏درصد ‏دارند. ‏ولي ‏بازده ‏عملي ‏آن ‏حدود‏15 ‏تا‏ ‏18 ‏درصد ‏است. ‏در ‏صورتي ‏كه ‏بازده ‏سلولهايي ‏كه ‏از‏ ‏آرسينورگاليم ‏ساخته ‏مي ‏شود ‏بازده ‏عملي ‏آنها ‏بيشتر ‏از ‏20 ‏درصد ‏است. ‏اين ‏كريستالها ‏خصايص ‏الكترونيكي ‏متفاوت‏ ‏دارند ‏و ‏اين ‏امر ‏موجب ‏پيدايش ‏ميدان ‏هاي ‏الكتريكي ‏در‏ ‏درون ‏آنها ‏مي ‏شود. ‏هنگامي ‏كه ‏نور ‏وارد ‏كريستال ‏مي‏ ‏شود، ‏الكترون ‏هائي ‏كه ‏بوسيله ‏نور ‏توليد ‏مي ‏شوند ‏بوسيله‏ ‏اين ‏ميادين ‏جدا ‏مي ‏شوند ‏و ‏اختلاف ‏پتانسيلي ‏بين ‏وجوه‏ ‏بالائي ‏و ‏پائيني ‏سلول ‏بوجود ‏مي ‏آيد. ‏در ‏صورتيكه ‏مدار‏ ‏كامل ‏شود ‏آنگاه ‏اين ‏اختلاف ‏پتانسيل ‏جريان ‏مستقيمي‏ ‏را ‏بوجود ‏مي ‏آورد.

‏پروسه ‏توليد ‏برق ‏بوسيله ‏يك ‏سلول ‏فتوولتائيك

‏پروسه ‏توليد ‏برق ‏بوسيله ‏يك ‏سلول ‏فتوولتائيك

‏سيليسيم ‏يك ‏نيمه ‏هادي ‏است ‏كه ‏بطور ‏خالص ‏از ‏نظر‏ ‏هدايت ‏الكتريكي ‏هادي ‏ضعيفي ‏است ‏ولي ‏اگر ‏در ‏موقع‏ ‏پالايش، ‏به ‏آن ‏فسفر ‏اضافه ‏شود ‏بار ‏منفي)‏الكترون( ‏پيدا‏ ‏كرده ‏و ‏در ‏صورتيكه ‏بور ‏اضافه ‏شود ‏بار ‏مثبت)‏حفره( ‏پيدا ‏مي‏ ‏كند. ‏نوع ‏اول ‏را ‏سيليسيم ‏نوع ‏ان ‏و ‏نوع ‏دوم ‏سيليسيم ‏نوع‏ پی‏ ‏مي ‏نامند. ‏مي ‏دانيم ‏كه ‏سيليسيم ‏داراي ‏4 ‏الكترون ‏در‏ ‏مدار ‏خارجي ‏خود ‏مي ‏باشد. ‏هنگامي ‏كه ‏تعدادي ‏اتم ‏فسفر‏ ‏بداخل ‏كريستال ‏سيليسيم ‏وارد ‏شود ‏با ‏توجه ‏به ‏اينكه ‏فسفر‏ ‏داراي ‏5 ‏الكترون ‏در ‏مدار ‏خارجي ‏خود

‏است، ‏4 ‏الكترون ‏مدار‏ ‏خارجي ‏فسفر ‏با ‏4 ‏الكترون ‏مدار ‏خارجي ‏سيليسيم ‏يك ‏مدار‏ ‏بوجود ‏آورده ‏و ‏باين ‏ترتيب ‏يك ‏الكترون ‏بصورت ‏آزاد ‏باقي‏ ‏مانده ‏يعني ‏سيليسيم ‏با ‏بار ‏منفي ‏باردار ‏شده ‏و ‏نيمه ‏هادي‏ ‏نوع ‏ان ‏بوجود ‏مي ‏آيد. ‏از ‏طرفي ‏اگر ‏بجاي ‏فسفر ‏از ‏اتم ‏بور‏ ‏كه ‏داراي ‏3 ‏الكترون ‏در ‏مدار ‏خارجي ‏دارد ‏استفاده ‏شود،‏ ‏حفره ‏هائي ‏كه ‏مثل ‏الكترون ‏قابليت ‏حركت ‏دارند ‏ايجاد‏ ‏شده ‏و ‏سيليسيم ‏بطور ‏مثبت ‏باردار ‏مي ‏شود، ‏يعني ‏نيمه‏ ‏هادي ‏نوع ‏پی ‏بوجود ‏مي ‏آيد. ‏حال ‏يك ‏اتصال ‏ان-پی ‏بوجود‏ ‏آورده. ‏در ‏طرف ‏نوع ‏پی ‏حفره ‏هاي ‏آزاد ‏و ‏اتمهاي ‏بور ‏با ‏بار‏ ‏منفي ‏ساكن ‏اند ‏و ‏در ‏طرف ‏نوع ‏ان ‏الكترون ‏هاي ‏آزاد ‏و‏ ‏اتمهاي ‏فسفر ‏با ‏بار ‏مثبت ‏وجود ‏دارند.‏حال ‏اگر ‏يك ‏فوتون‏ ‏ ‏با ‏اتصال ‏پی- ان ‏برخورد ‏كند ‏الكترون ‏را ‏از ‏اتم ‏سيليسيم‏ ‏جدا ‏كرده ‏و ‏در ‏نتيجه ‏حفره ‏بوجود ‏مي ‏آورد. ‏حفره ‏مزبور‏ ‏تحت ‏تاثير ‏ميدان ‏موجود ‏بسمت ‏ناحيه ‏پی ‏و ‏الكترون ‏بسوي‏ ‏ناحيه ‏ان ‏حركت ‏كرده ‏و ‏اين ‏دو ‏حركت ‏مخالف ‏با ‏بارهاي‏ ‏مختلف، ‏يك ‏جريان ‏الكتريكي ‏بوجود ‏مي ‏آورند. ‏با ‏اتصال‏ ‏كنتاكتهائي ‏به ‏رويه ‏هاي ‏قطعات ‏نيمه ‏هادي، ‏مداري‏ ‏تشكيل ‏مي ‏شود ‏كه ‏اجازه ‏برگشت ‏الكترونها ‏را ‏به ‏اتصال‏ ‏نوع ‏پی ‏از ‏ميان ‏يك ‏بار ‏خارجي ‏مي ‏دهد، ‏شكل ‏زير ‏دياگرام‏ ‏شماتيكي ‏يك ‏اتصال ‏پی- ان ‏را ‏نشان ‏مي ‏دهد.

‏بر ‏حسب ‏نوع ‏سيل ‏کيون ‏کريستالی ‏استفاده ‏شده، ‏می ‏توان‏ ‏سلول ‏های ‏خورشيدی ‏را ‏به ‏سه ‏دسته ‏عمده ‏تقسيم‏ ‏بندی‏ ‏نمود:

‏سلولهای‏ ‏مونوکریستالی‏:

‏جنس تمامی سلولهای خورشیدی رایج در سطح تولید تجاری، سیلیکون می باشد که برای افزایش کارایی و بازدهی، مواد دیگری از طریق فرآیند تغلیظ ‏بدان افزوده می گردد.

‏فرآیند تولید سلولهای مونو به این صورت می باشد که یک دانه ‏اولیه کوچک سیلیکون طی یک فرآیند کند و تدریجی به یک شمش ‏بزرگ تا طول 2 ‏متر و وزن صدها کیلوگرم رشد داده می شود.

‏سپس این شمش به شکل ویفرهای بسیار نازک سیلیکون با ضخامت چند صد میکرون به شکلهای مختلف (عموماً هشت ضلعی یا مربع) برش داده می شود و شکل آشنای سلولهای مونو را تشکیل می دهد.

‏یک پنل سولار مونو به این صورت ساخته می شود که ابتدا سلولها به صورت ماتریسی از سلولهای سری (برای افزایش ولتاژ) و موازی (برای افزایش جریان) به هم متصل می شوند. سپس داخل یک قاب فلزی مستحکم نصب گردیده و یک پوشش شیشه‌ای شفاف و ضخیم برای حفاظت در برابر ضربات فیزیکی روی سلولها نصب می شود و خروجی الکتریکال پنل توسط دو کابل با کانکتور قفل‌دار به بیرون هدایت می گردد. ‏اصلی ترین ویژگی یک پنل توان ماکزیمم آن و سپس ولتاژ و جریان در بار ماکزیمم می باشد.

تصاویری از چند صفحه نخست فایل :

توجه فرمایید بدلیل تهیه ی تصویر با نرم افزار های خارجی متن نمایش داده شده در تصاویر ممکن است دارای اشکالاتی در نمایش برخی حروف باشد که در فایل اصلی بدون مشکل است