Ka Hoʻomohala ʻana i ka ʻenehana Photovoltaic Solar

Me ka holomua o ka ʻenehana a me ka hoʻonui ʻana o ka ʻoihana, ke hoʻomau nei ke kumukūʻai o ka hana mana photovoltaic (PV) e emi ana, e hoʻonoho ana iā ia ma ke ʻano he kumu ikehu koʻikoʻi no ka hoʻomohala mau ʻana i ka wā e hiki mai ana.

Nā ʻĀpana Koʻikoʻi o ka ʻenehana Photovoltaic
ʻO ka ʻāpana koʻikoʻi o ka ʻenehana hana mana PV ʻo ia ka cell PV solar. Hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ka ulu ʻana o nā cell PV solar i ʻekolu mau hanauna. ʻO ka hanauna mua he mau cell solar i hoʻokumu ʻia i ka silicon; ʻo ka hanauna ʻelua e komo pū ana me nā cell solar film lahilahi; a ʻo ke kolu o ka hanauna e pili ana i nā ʻenehana hou e like me nā cell photovoltaic kiʻekiʻe (HCPV), nā cell solar organik, nā cell solar flexible, a me nā cell solar dye-sensitized. I kēia manawa, ʻo nā cell solar i hoʻokumu ʻia i ka silicon e noho aliʻi ana ma ka mākeke, ʻoiai ke loaʻa mālie nei nā cell film lahilahi i ka māhele mākeke. ʻO ka hapa nui o nā cell hanauna ʻekolu, koe wale nō ka HCPV, aia nō i ke kahua noiʻi.

Nā Kelepona Lā i hoʻokumu ʻia ma Silicon

Ma waena o nā cell solar i hoʻokumu ʻia i ka silicon, ʻo ka ʻenehana silicon monocrystalline ka mea i oʻo loa. ʻO ka pono a me ke kumukūʻai o kēia mau cell e hoʻopili nui ʻia e ke kaʻina hana, ʻo ia hoʻi nā ʻanuʻu e like me ka hoʻolei ingot, ka ʻoki ʻana i ka wafer, ka hoʻolaha ʻana, ka texturing, ka paʻi pale, a me ka sintering. ʻO nā cell solar i hana ʻia ma o kēia kaʻina hana maʻamau e hoʻokō pinepine i ka pono hoʻololi photoelectric o 16-18%.

ʻO nā cell solar silicon monocrystalline ka mea kiʻekiʻe loa o ka hoʻololi ʻana akā ʻo lākou nō hoʻi ke kumu kūʻai nui loa. Hāʻawi nā cell solar silicon polycrystalline i kahi hōʻemi kumukūʻai maikaʻi ma o ka hana pololei ʻana i nā ingots silicon huinaha nui i kūpono no ka hana nui ʻana. He maʻalahi kēia kaʻina hana, mālama i ka mana, mālama i nā mea silicon, a koi i ka maikaʻi o nā mea haʻahaʻa.

Hiki ke hoʻokō ʻia ka hōʻemi ʻana i ke kumukūʻai o nā cell solar ma o ʻelua mau hoʻolālā nui: ka hoʻemi ʻana i ka hoʻohana ʻana i nā mea (e laʻa, ka hoʻemi ʻana i ka mānoanoa o ka wafer silicon) a me ka hoʻonui ʻana i ka pono o ka hoʻololi ʻana. ʻO nā ʻano hana e hoʻonui ai i ka pono e komo pū me ka hoʻonui ʻana i ka omo ʻana o ka mālamalama (e laʻa, ka ʻili ʻana o ka ʻili, ka uhi anti-reflective, ka hoʻemi ʻana i ka laulā o ka electrode mua), ka hoʻemi ʻana i ka hui hou ʻana o nā mea lawe photogenerated (e laʻa, ka emitter passivation), a me ka hoʻemi ʻana i ke kūʻē (e laʻa, ka doping kūloko, ka ʻenehana kahua ʻili hope).

ʻO ka pono hoʻololi kiʻekiʻe loa i hoʻopaʻa ʻia no nā cell solar silicon monocrystalline he 24.7%, i hoʻokō ʻia e ka cell solar PERL structure mai ke Kulanui o New South Wales. ʻO nā hiʻohiʻona ʻenehana koʻikoʻi e pili ana i ka haʻahaʻa o ka phosphorus doping concentration ma ka ʻili silicon e hōʻemi i ka recombination ʻili, ka diffusion concentration kiʻekiʻe ma lalo o nā electrodes ʻili mua a me hope e hana i nā pilina ohmic maikaʻi, a me ka hoʻohana ʻana i ka photolithography e hoʻohaiki i nā electrodes ʻili mua, e hoʻonui ana i ka wahi omo mālamalama. Eia nō naʻe, ʻaʻole i hoʻomohala ʻia kēia ʻenehana.

ʻO nā ʻano hana ʻē aʻe e hoʻomaikaʻi ai i ka pono e komo pū me nā cell textured grooved surface a BP Solar a me ka ʻenehana back-contact (EWT). Loaʻa i ka mea mua ka pono o 18.3% ma o ka laser grooving, kahi e hōʻemi ai i ka laulā o nā electrodes mua a hoʻonui i ka omo ʻana o ka mālamalama. Loaʻa i ka mea hope ka pono o 21.3% ma ka lawe ʻana mai i nā electrodes mua i ke kua, e hoʻonui ana i ka wahi omo kukui.

Nā Kelepona Lā ʻAlani Lahilahi

ʻOiai ke aliʻi nei nā cell solar silicon crystalline ma muli o ko lākou pono kiʻekiʻe, he mea paʻakikī ka hoʻemi nui ʻana i ko lākou kumukūʻai ma muli o ke kumukūʻai kiʻekiʻe o ka mea silicon. Ua puka mai nā cell solar ʻili lahilahi, ka mea e hoʻohana ana i nā mea liʻiliʻi, ma ke ʻano he koho kūpono i ke kumukūʻai. ʻO nā ʻano nui o nā cell ʻili lahilahi e komo pū ana me nā cell ʻili lahilahi i hoʻokumu ʻia i ka silicon, nā cell cadmium telluride (CdTe), a me nā cell copper indium gallium selenide (CIGS).

ʻO nā pūnaewele ʻili lahilahi i hoʻokumu ʻia i ka silicon he 2 micrometers wale nō ka mānoanoa, e hoʻohana ana ma kahi o 1.5% o ka mea silicon e pono ai no nā pūnaewele silicon crystalline. Ma muli o ka helu o nā PN junctions, hiki i kēia mau pūnaewele ke lilo i single-junction, double-junction, a i ʻole multi-junction, hiki i kēlā me kēia ke omo i nā nalu like ʻole o ka lā. ʻO ka pono kiʻekiʻe loa no nā pūnaewele single-junction ma kahi o 7%, ʻoiai hiki i nā pūnaewele double-junction ke hiki i ka 10%.

Hāʻawi nā pūnaewele ʻili lahilahi CdTe i ka pono kiʻekiʻe (a hiki i ka 12%) ma muli o ko lākou mau waiwai omo mālamalama maikaʻi. Eia nō naʻe, ʻo ke ʻano carcinogenic o ka cadmium a me nā waihona kūlohelohe palena o ka tellurium e hōʻike ana i nā pilikia hoʻomohala lōʻihi.

Ua manaʻo ʻia nā pūnaewele ʻili lahilahi CIGS ʻo ia ka wā e hiki mai ana o ka ʻenehana ʻili lahilahi kiʻekiʻe. Ma ka hoʻoponopono ʻana i ke kaʻina hana hana, hiki ke hoʻomaikaʻi ʻia ko lākou omo ʻana i ka mālamalama, e alakaʻi ana i nā pono hoʻololi kiʻekiʻe. I kēia manawa, hiki i ka pono o ka hale hana keʻena ke 20.1%, ʻoiai ʻo nā huahana kalepa e hoʻokō ana i 13-14%, e lilo ana lākou i mea kūpono loa i waena o nā pūnaewele ʻili lahilahi.

Nā Kelepona Hanauna ʻEkolu

Ma ke kumumanaʻo, hiki i nā cell hanauna ʻekolu ke hoʻokō i nā pono hoʻololi kiʻekiʻe. Koe wale nō ka HCPV, ʻo ka hapa nui aia nō i ke kahua noiʻi. Hoʻohana pinepine nā cell HCPV i nā mea semiconductor III-V, nona ke kūpaʻa wela kiʻekiʻe a mālama i ka pono hoʻololi kiʻekiʻe ma lalo o ka hoʻomālamalama kiʻekiʻe. ʻAe nā ʻano hana multi-junction i kēia mau cell e hoʻohālikelike pono i ka spectrum solar, me nā pono theoretical a hiki i ka 68%. Hiki i ka hana kalepa ke hoʻokō i nā pono ma luna o 40%.

Hoʻopili ʻia nā cell solar i loko o nā modula, a hilinaʻi kā lākou noi i ko lākou ʻano a me nā koi o ka mākeke. ʻO nā noi mua i hoʻokomo ʻia i nā kikowaena kamaʻilio a me nā satelite, a ma hope e hoʻonui ʻia i nā wahi noho e like me nā hale solar. I kēia mau hiʻohiʻona, ua makemake nā wahi hoʻonohonoho palena a me nā pono ikehu kiʻekiʻe i nā modula silicon crystalline. Me ka hoʻomohala ʻana o nā mea kanu mana solar nui a me nā photovoltaics i hoʻohui ʻia i ka hale (BIPV), ua alakaʻi nā noʻonoʻo kumukūʻai i ka hoʻonui ʻia ʻana o nā noi cell ʻili lahilahi. Hoʻopilikia pū nā kūlana kaiapuni a me ke aniau i ka hoʻohana ʻana i nā ʻenehana like ʻole.

Nā Hoʻohana o ka ʻenehana Photovoltaic Solar

ʻO ka hoʻololi ʻana i ka kukuna lā i ka uila hiki ke hoʻohana ʻia e pono ai kahi ʻōnaehana PV solar piha. ʻO nā cell PV solar ke kumu o kēia ʻōnaehana, nona pū kekahi mau inverters, nā pila, nā ʻōnaehana nānā, a me nā ʻōnaehana hoʻolaha.

Ka Hoʻokaʻawale ʻana a me ka Hoʻohuihui ʻana o ka ʻōnaehana PV

Ua hoʻokaʻawale ʻia nā ʻōnaehana PV solar ma ke ʻano he off-grid a i ʻole grid-tied. Hiki i nā ʻōnaehana off-grid ke kū hoʻokahi a i ʻole hybrid.

Hoʻohana pinepine ʻia nā ʻōnaehana kū hoʻokahi ma nā wahi mamao, nā kikowaena kamaʻilio, a me nā kukui alanui solar, e hilinaʻi nui ana i ka ikehu lā. Hoʻokomo pū lākou i nā modula solar, nā inverters, nā mea hoʻokele, nā pila, nā ʻōnaehana hoʻolaha, a me ka pale uila. Hoʻopilikia nui nā pila a me nā mea hoʻokele i ke kumukūʻai ʻōnaehana a me ke ola. Hoʻohui nā ʻōnaehana hybrid i ka ikehu lā me nā kumu ʻē aʻe e like me nā mea hana diesel a i ʻole nā ​​​​​​turbine makani.

ʻAʻole pono nā ʻōnaehana i hoʻopaʻa ʻia i ka grid, i hoʻohana pinepine ʻia no nā hale o ka lā a me nā mea kanu mana PV nui, i nā lako mālama, e hōʻemi ana i nā kumukūʻai. Hoʻokomo pū kēia mau ʻōnaehana i nā modula solar, nā inverters, nā ʻōnaehana hoʻolaha, ka pale uila, a me nā ʻōnaehana nānā. I kēia manawa, ʻo 80% o nā noi solar āpau nā ʻōnaehana i hoʻopaʻa ʻia i ka grid.

Nā ʻenehana hana mana PV ʻē aʻe

Ma waho aʻe o ka ʻenehana kelepona PV solar, ʻo ka ʻenehana inverter, ka hoʻohui ʻana o ka grid, ka mālama ʻana, a me ka nānā akamai he mea nui ia no nā ʻōnaehana hana mana PV:

ʻOkoʻa ka mana o ka hoʻopuka ʻana o nā kelepona lā me ka ikaika o ka hoʻokuʻu ʻana o ka lā, e hana ana i ka intermittence. Hiki i ka hoʻohui ʻana o ka grid nui ke hoʻopilikia i ka grid, e hoʻolilo ana i ka kaohi grid a me ka pale ʻana i nā mokupuni i mea nui.
ʻO ka mana o ka modula solar he au pololei (DC), e koi ana i ka hoʻololi kiʻekiʻe i ke au alternating (AC) ma o nā mea hoʻohuli.
Hiki ke hoʻopili ʻia ka mana o ka modula e nā mea e like me ka mahana a me ka malu, e pono ai ka nānā ʻana i ka ʻōnaehana a me nā ʻōnaehana hoʻāla.
He mea nui ka ʻenehana kaohi mamao no nā mea kanu mana PV ma nā wahi mamao.
Ke alakaʻi nei ʻo Kina i ka hana ʻana o nā modula solar ma ke ʻano o ka maikaʻi a me ka unahi. ʻO nā wahi waiwai nui i loko o ke kaulahao ʻoihana e komo pū ana me ka hoʻomaʻemaʻe silicon, nā inverters, nā ʻōnaehana nānā, a me ka hana ʻana i nā lako PV. ʻO ka hoʻokō ʻana i nā holomua ma kēia mau wahi koʻikoʻi he pilikia ia no ka ʻoihana PV o Kina.

Ke Kūlana o Kēia Manawa a me nā Manaʻolana e Hiki Mai Ana no ka Hana Mana PV Solar