Ìdàgbàsókè Ìmọ̀-ẹ̀rọ Oòrùn Photovoltaic

Pẹ̀lú ìlọsíwájú ìmọ̀ ẹ̀rọ àti bí ilé iṣẹ́ ṣe ń pọ̀ sí i, iye owó ìṣẹ̀dá agbára photovoltaic (PV) ń dínkù, èyí sì ń gbé e kalẹ̀ gẹ́gẹ́ bí orísun agbára pàtàkì fún ìdàgbàsókè tó ṣeé gbé ní ọjọ́ iwájú.

Àwọn Ohun Pàtàkì Nínú Ìmọ̀-ẹ̀rọ Fọ́tófútáìkì
Apá pàtàkì nínú ìmọ̀ ẹ̀rọ ìṣẹ̀dá agbára PV ni sẹ́ẹ̀lì PV oòrùn. A lè pín àwọn sẹ́ẹ̀lì PV oòrùn sí ìran mẹ́ta. Ìran àkọ́kọ́ ni àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn tí a fi silicon ṣe; ìran kejì ní àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn tín-tín-fílímù; ìran kẹta sì ní àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ tuntun bíi àwọn sẹ́ẹ̀lì photovoltaic (HCPV) tí ó ní ìfọkànsí gíga, àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn tí ó ní organic, àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn tí ó ní ìfọkànsí, àti àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn tí a fi àwọ̀ ṣe. Lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn tí a fi silicon ṣe ni ó ń jọba lórí ọjà, nígbà tí àwọn sẹ́ẹ̀lì fíìmù tín-tín ń gba ìpín ọjà díẹ̀díẹ̀. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn sẹ́ẹ̀lì ìran kẹta, àyàfi HCPV, ṣì wà ní ìpele ìwádìí.

Àwọn Sẹ́ẹ̀lì Oòrùn Tí A Fi Sílíkọ́nì Ṣe

Láàrín àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn tí a fi silicon ṣe, ìmọ̀ ẹ̀rọ silikoni monocrystalline ló dàgbà jùlọ. Ìṣiṣẹ́ àti iye owó àwọn sẹ́ẹ̀lì wọ̀nyí ni a ní ipa lórí ní pàtàkì nípasẹ̀ ìlànà ìṣelọ́pọ́, èyí tí ó ní nínú àwọn ìgbésẹ̀ bíi lílo ingot, gígé wafer, ìtànkálẹ̀, ìkọ̀wé, ìtẹ̀wé ìbòjú, àti sínẹ́rì. Àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn tí a ṣe nípasẹ̀ ìlànà àṣà yìí sábà máa ń ní agbára ìyípadà photoelectric ti 16-18%.

Àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn silikoni monocrystalline ní agbára ìyípadà tó ga jùlọ ṣùgbọ́n wọ́n tún jẹ́ èyí tó gbowó jù. Àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn silikoni polycrystalline ń dín owó kù nípa ṣíṣe àwọn ingots silikoni onígun mẹ́rin tó tóbi tí ó yẹ fún ìṣẹ̀dá púpọ̀. Ìlànà yìí rọrùn, ó ń fi agbára pamọ́, ó ń pa ohun èlò silikoni mọ́, ó sì nílò dídára ohun èlò tó kéré sí i.

A le ṣe àṣeyọrí ìdínkù iye owó àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn nípasẹ̀ àwọn ọ̀nà pàtàkì méjì: dídín lílo ohun èlò kù (fún àpẹẹrẹ, dídín ìwọ̀n sílíkónì wafer) àti mímú kí ìyípadà ṣiṣẹ́ pọ̀ sí i. Àwọn ọ̀nà láti mú kí ìṣiṣẹ́ sunwọ̀n sí i ni mímú kí ìmọ́lẹ̀ máa gba nǹkan (fún àpẹẹrẹ, ìrísí ojú ilẹ̀, ìbòrí tí kò ní àwọ̀, dídín ìwọ̀n elektrodu iwájú kù), dídín àdàpọ̀ àwọn ohun èlò tí a ti ṣe fọ́tò (fún àpẹẹrẹ, passivation emitter), àti díndín resistance kù (fún àpẹẹrẹ, doping àgbègbè, ìmọ̀ ẹ̀rọ pápá ẹ̀yìn).

Ìyípadà tó ga jùlọ tí a gba sílẹ̀ fún àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn monocrystalline silicon jẹ́ 24.7%, èyí tí a ṣe nípasẹ̀ sẹ́ẹ̀lì oòrùn PERL láti Yunifásítì ti New South Wales. Àwọn ohun pàtàkì nípa ìmọ̀ ẹ̀rọ ni ìwọ̀n fosfoorus díẹ̀ lórí ojú silicon láti dín àdàpọ̀ ojú ilẹ̀ kù, ìtànkálẹ̀ gíga lábẹ́ àwọn elektrodu ojú iwájú àti ẹ̀yìn láti ṣẹ̀dá àwọn ìbáṣepọ̀ ohmic tó dára, àti lílo photolithography láti dín àwọn elektrodu ojú iwájú kù, èyí tó ń mú kí agbègbè ìfàmọ́ra ìmọ́lẹ̀ pọ̀ sí i. Síbẹ̀síbẹ̀, ìmọ̀ ẹ̀rọ yìí kò tí ì di ilé iṣẹ́.

Àwọn ọ̀nà míràn láti mú kí iṣẹ́ náà sunwọ̀n síi ni àwọn sẹ́ẹ̀lì onígun mẹ́rin tí a fi ojú ilẹ̀ ṣe àti ìmọ̀ ẹ̀rọ ìfọwọ́sowọ́pọ̀ ẹ̀yìn (EWT). Èyí àkọ́kọ́ ṣe àṣeyọrí iṣẹ́ náà ní 18.3% nípasẹ̀ lílo lésà, èyí tí ó dín ìbú àwọn ẹ́lítírọ́dì iwájú kù tí ó sì mú kí ìmọ́lẹ̀ gba. Èyí kejì ṣe àṣeyọrí iṣẹ́ náà ní 21.3% nípa mímú àwọn ẹ́lítírọ́dì iwájú wá sí ẹ̀yìn, èyí tí ó mú kí agbègbè tí ó ń gba ìmọ́lẹ̀ pọ̀ sí i.

Àwọn Sẹ́ẹ̀lì Oòrùn Tín-Fíìmù

Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn silicon crystalline ló ń ṣàkóso nítorí pé wọ́n ń ṣiṣẹ́ dáadáa, ìdínkù owó wọn jẹ́ ìpèníjà gidigidi nítorí owó gíga tí wọ́n ń ná lórí ohun èlò silicon. Àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn oníwọ̀n, tí kò lo ohun èlò púpọ̀, ti yọrí sí àyípadà tó wúlò. Àwọn irú sẹ́ẹ̀lì fíìmù oníwọ̀n pàtàkì ni àwọn sẹ́ẹ̀lì fíìmù oníwọ̀n tí a fi silicon ṣe, àwọn sẹ́ẹ̀lì cadmium telluride (CdTe), àti àwọn sẹ́ẹ̀lì CIGS oníwọ̀n copper.

Àwọn sẹ́ẹ̀lì tín-tín-fíìmù tí a fi sílíkọ́nì ṣe nípọn tó 2 máíkíróníkì, wọ́n sì ń lo nǹkan bí 1.5% ohun èlò sílíkọ́nì tí a nílò fún àwọn sẹ́ẹ̀lì sílíkọ́nì. Gẹ́gẹ́ bí iye àwọn ìsopọ̀ PN, àwọn sẹ́ẹ̀lì wọ̀nyí lè jẹ́ ìsopọ̀ kan ṣoṣo, ìsopọ̀ méjì, tàbí ìsopọ̀ púpọ̀, ọ̀kọ̀ọ̀kan wọn lè gba onírúurú ìgbì oòrùn. Iṣẹ́ tó ga jùlọ fún àwọn sẹ́ẹ̀lì ìsopọ̀ kan ṣoṣo jẹ́ nǹkan bí 7%, nígbà tí àwọn sẹ́ẹ̀lì ìsopọ̀ méjì lè dé 10%.

Àwọn sẹ́ẹ̀lì tín-tín-tín CdTe ní agbára ìṣiṣẹ́ tó ga jùlọ (tó tó 12%) nítorí pé wọ́n ní agbára ìfàmọ́ra ìmọ́lẹ̀ tó dára. Síbẹ̀síbẹ̀, ìwà àrùn carcinogenic ti cadmium àti ìwọ̀nba ìpamọ́ adayeba ti tellurium ń fa àwọn ìpèníjà ìdàgbàsókè ìgbà pípẹ́.

A kà àwọn sẹ́ẹ̀lì fíìmù CIGS sí ọjọ́ iwájú ìmọ̀ ẹ̀rọ fíìmù fíìmù tó lágbára. Nípa ṣíṣe àtúnṣe sí ìlànà ìṣelọ́pọ́, a lè mú kí ìmọ́lẹ̀ wọn gbòòrò sí i, èyí tó lè mú kí agbára ìyípadà wọn pọ̀ sí i. Lọ́wọ́lọ́wọ́, agbára ìwádìí yàrá dé 20.1%, nígbà tí àwọn ọjà ìtajà ń ṣe àṣeyọrí 13-14%, èyí tó mú kí wọ́n jẹ́ ẹni tó dára jùlọ láàárín àwọn sẹ́ẹ̀lì fíìmù fíìmù tó lágbára.

Àwọn Sẹ́ẹ̀lì Ìran Kẹta

Ní ti ìmọ̀, àwọn sẹ́ẹ̀lì ìran kẹta lè ṣe àṣeyọrí ìyípadà gíga. Yàtọ̀ sí HCPV, ọ̀pọ̀lọpọ̀ wọn ṣì wà ní ìpele ìwádìí. Àwọn sẹ́ẹ̀lì HCPV sábà máa ń lo àwọn ohun èlò semiconductor III-V, èyí tí ó ní ìdènà ooru gíga tí ó sì ń ṣe àkóso ìyípadà gíga lábẹ́ ìmọ́lẹ̀ gíga. Àwọn ètò ìsopọ̀ púpọ̀ ń jẹ́ kí àwọn sẹ́ẹ̀lì wọ̀nyí bá ìpele oòrùn mu dáadáa, pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ ìmọ̀ tó tó 68%. Iṣẹ́ àgbékalẹ̀ ìṣòwò lè ṣe àṣeyọrí ìṣiṣẹ́ tó ju 40% lọ.

Àwọn sẹ́ẹ̀lì oòrùn ni a fi sínú àwọn modulu, àwọn ohun tí wọ́n ń lò sì sinmi lórí àwọn ànímọ́ wọn àti àwọn ohun tí ọjà ń béèrè fún. Àwọn ohun tí a ń lò ní ìbẹ̀rẹ̀ pẹ̀lú àwọn ibùdó ìbánisọ̀rọ̀ àti àwọn satẹ́láìtì, tí ó gbòòrò sí àwọn agbègbè ibùgbé bí àwọn orí òrùlé oòrùn. Nínú àwọn ipò wọ̀nyí, àwọn agbègbè ìfisílé tí ó ní ààlà àti àwọn àìní agbára gíga ló fẹ́ràn àwọn modulu silicon kristali. Pẹ̀lú ìdàgbàsókè àwọn ilé iṣẹ́ agbára oòrùn ńlá àti àwọn photovoltaics tí a fi kọ́lé (BIPV), àwọn ìṣàyẹ̀wò iye owó ti yọrí sí àwọn ohun èlò sẹ́ẹ̀lì thin-film tí ó pọ̀ sí i. Àwọn ipò àyíká àti ojú ọjọ́ tún ní ipa lórí gbígbà àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ tó yàtọ̀ síra.

Awọn Lilo ti Imọ-ẹrọ Solar Photovoltaic

Sísún ìtànṣán oòrùn sí iná mànàmáná tó ṣeé lò nílò ètò PV oòrùn pípé. Àwọn sẹ́ẹ̀lì PV oòrùn ló jẹ́ ìpìlẹ̀ ètò yìí, èyí tó tún ní àwọn inverters, batteries, àwọn ètò ìṣàyẹ̀wò, àti àwọn ètò ìpínkiri.

Ìpínsísọ̀rí àti Ìṣẹ̀dá Ètò PV

Àwọn ètò PV oòrùn ni a pín sí àwọn ètò PV tí kò ní ìsopọ̀ mọ́ tàbí tí kò ní ìsopọ̀ mọ́. Àwọn ètò PV tí kò ní ìsopọ̀ mọ́ lè jẹ́ ti ara wọn tàbí ti ara wọn.

Àwọn ètò ìṣiṣẹ́ tí ó dúró fúnra wọn ni a sábà máa ń lò ní àwọn agbègbè jíjìnnà, àwọn ibùdó ìkọ́rọ̀sọ, àti àwọn iná ojú ọ̀nà oòrùn, tí ó gbára lé agbára oòrùn pátápátá. Wọ́n ní àwọn modulu oòrùn, àwọn inverters, àwọn olùdarí, àwọn bátìrì, àwọn ètò ìpínkiri, àti ààbò mànàmáná. Àwọn bátìrì àti àwọn olùdarí ní ipa pàtàkì lórí iye owó ètò àti ìgbésí ayé. Àwọn ètò ìṣiṣẹ́ adàpọ̀ ń so agbára oòrùn pọ̀ mọ́ àwọn orísun mìíràn bíi àwọn olùdarí díẹ́sẹ́lì tàbí àwọn turbines afẹ́fẹ́.

Àwọn ètò tí a so mọ́ grid, tí a sábà máa ń lò fún àwọn òrùlé oòrùn àti àwọn ilé iṣẹ́ agbára PV ńlá, kò nílò ohun èlò ìpamọ́, èyí tí ó dín owó ìnáwó kù. Àwọn ètò wọ̀nyí ní àwọn modulu oòrùn, inverters, àwọn ètò ìpínkiri, ààbò mànàmáná, àti àwọn ètò ìṣàyẹ̀wò. Lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn ètò tí a so mọ́ grid jẹ́ 80% gbogbo àwọn ohun èlò oòrùn.

Àwọn Ìmọ̀ Ẹ̀rọ Ìṣẹ̀dá Agbára PV Míràn

Yato si imọ-ẹrọ sẹẹli PV oorun, imọ-ẹrọ inverter, isọpọ grid, ibi ipamọ, ati ibojuwo oye ṣe pataki fun awọn eto iṣelọpọ agbara PV:

Agbara ìṣẹ̀dá sẹ́ẹ̀lì oòrùn yàtọ̀ síra pẹ̀lú agbára ìtànṣán oòrùn, èyí tí ó ń fa àkókò díẹ̀díẹ̀. Ìṣọ̀kan àwọn gíláàsì ńlá lè ní ipa lórí gíláàsì náà, èyí tí ó mú kí ìṣàkóso gíláàsì àti ààbò erékùṣù ṣe pàtàkì.
Ìjáde modulu oorun jẹ́ ìṣàn taara (DC), tí ó nílò ìyípadà dídára gíga sí ìṣàn alternating (AC) nípasẹ̀ àwọn inverters.
Agbara àbájáde modulu le ni ipa nipasẹ awọn okunfa bii iwọn otutu ati ojiji, awọn eto ibojuwo eto ati awọn eto itaniji ti o nilo.
Imọ-ẹrọ iṣakoso latọna jijin ṣe pataki fun awọn ile-iṣẹ ina PV ni awọn agbegbe latọna jijin.
Orílẹ̀-èdè China ló ń ṣáájú nínú iṣẹ́ àgbékalẹ̀ àwọn ohun èlò ìṣiṣẹ́ oòrùn ní ti dídára àti ìwọ̀n. Àwọn agbègbè tí èrè púpọ̀ wà nínú ẹ̀ka iṣẹ́ náà ni ìwẹ̀nùmọ́ sílíkọ́nì, àwọn ẹ̀rọ ìyípadà, àwọn ètò ìṣàyẹ̀wò, àti iṣẹ́ ṣíṣe ohun èlò ìṣiṣẹ́ PV. Ṣíṣe àṣeyọrí ní àwọn agbègbè pàtàkì wọ̀nyí jẹ́ ìpèníjà fún ilé iṣẹ́ ìṣiṣẹ́ PV ti orílẹ̀-èdè China.

Ipo lọwọlọwọ ati awọn ireti ọjọ iwaju ti Iṣẹda Agbara PV oorun